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实在是太神奇了！

(相关资料图)

今日，《自然》杂志发表了来自纽约大学科研团队的新成果，研究者们首次发现了黑色素细胞干细胞（McSC）的一种“奇怪”行为。黑色素干细胞竟会在毛发的生长周期中，在不同的生态位中反复移动，而且还能在分化之后去分化，实现“返老还童”。这与我们已知的成体干细胞行为完全不同！

《自然》同期配发的评论形象地称McSC为悠悠球（YO-YO）细胞，并认为它的表现大大挑战了即有的分化教条。

论文题图

一般来说，我们都会认为哺乳动物组织中的成体干细胞是静止的，它们会安静地待在自己的固定生态位中，产生名为转运扩增细胞（transit-amplifying cells）的过渡期细胞，这些转运扩增细胞来完成后续的增殖和迁移工作，奔赴需要新生力量补充的组织。

McSC也理应是这样——栖居在毛囊的隆突区（bulge）和毛基质，在毛发生长期产生黑色素细胞，黑色素细胞再迁移到毛囊底部并为毛发提供色素。

这个“合理猜测”得到了很多成像研究的佐证，但这些研究使用的方法是在不同时间点观察多个毛囊总结概括的，今天要说的这项研究则动用了细胞谱系追踪和活体成像，因此发现了完全不同的结论。

起初一切正常，在毛发生长的静止期，McSC的确安静地待在了隆突区和毛基质，但是一旦进入毛发生长期，McSC竟然开始向下移动了！并且随着生长期的进行，它们会下沉到生长中的毛囊底部，并且随后再次上移回到原有的位置。

在毛发周期中，McSC出现了迁移

从RNA测序结果来看，当进入毛发生长期，McSC就开始分化了，表达分化标记，形态上也开始变化成黑色素细胞的树突状外观，并出现了成熟黑色素细胞的部分特征，比如色素沉积。

McSC变成接近黑色素细胞的树突状形态

最令人惊讶的是，这些看似已经完成分化大计的McSC，竟然还能再次“逆生长”，同时还上移回到原始生态位，静待下一次毛发生长期的到来。

在实验中，研究者发现这种“上上下下”循环能在小鼠中马力充足地运行两年——跟小鼠的一辈子也差不多了。

后续的机制研究显示，控制McSC周期的是Wnt信号通路，Wnt能够诱导McSC的分化并阻止去分化，来自周围上皮细胞的Wnt配体灵活地调控了这一过程。

生长周期中McSC的移动和分化与去分化

McSC的这种行为，与我们过去所知的任何成体干细胞都不同。

虽然之前也有研究发现成体干细胞会移动，比如肠道干细胞就有类似的行为，在伤口愈合过程中也观察到毛囊干细胞的移动，但是，我们可从来没观察到过干细胞走了还能再回来的。

比起这个，更令人惊讶的是McSC的去分化潜力。在体外实验中，我们还是有一些手段能够让细胞们“返祖”的，但是成体干细胞在生理状态下分化再去分化，可真是闻所未闻。

可以说，这颠覆了学界的一个固有观点，正常生理状态下，干细胞的分化可能并不是一条单行道。

从这一结果，研究者们提出了几个有趣的猜想。McSC被认为是黑色素瘤的关键细胞之一，研究者们认为，McSC表现出的这种发育上的灵活性很可能就是黑色素瘤难以治疗的原因之一。

同时，McSC如此“活泼好动”，也很难不让人怀疑，McSC在自我更新上是否也消耗更大，或许这就是人老先白发的原因？

最后，全新的观察来自全新的技术，或许不久的将来，我们用新技术去回顾旧成果，会发现更多颠覆性的发现，到时候McSC的悠悠球行为或许也不那么罕见呢。

参考资料：

[1]Sun, Q., Lee, W., Hu, H. et al. Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05960-6

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-023-00918-0

本文作者丨代丝雨