研究揭示了在DNA损伤下，毛发色素干细胞如何做出命运决定——导致白发或黑色素瘤
白发与黑色素瘤（一种皮肤癌）看似是毫不相关的现象。但东京大学的一项新研究表明，这两种结果可能都源于色素生成干细胞对DNA损伤的反应方式。这些位于毛囊中的细胞在基因毒性压力下面临关键抉择：要么分化并退出系统——导致白发；要么继续分裂，最终可能形成肿瘤。
在我们的生命过程中，细胞不断暴露于可能损伤DNA的环境和内部因素。虽然已知这种DNA损伤会导致衰老和癌症，但确切的关联——特别是受损干细胞如何影响长期组织健康——一直是个谜。
黑色素细胞干细胞（McSCs）是组织驻留干细胞，是成熟黑色素细胞的来源，而黑色素细胞是负责毛发和皮肤色素沉着的色素生成细胞。在哺乳动物中，这些干细胞以未成熟黑色素母细胞的形式存在于毛囊的隆突-亚隆突区域，通过周期性再生维持色素沉着。
该研究由东京大学医学科学研究所的西村荣美教授和毛利康明助理教授领导，于2025年10月6日在线发表在《自然·细胞生物学》期刊上。研究团队使用小鼠长期体内谱系追踪和基因表达谱分析，调查了McSCs如何对不同类型的DNA损伤做出反应。
研究团队发现了一种对DNA双链断裂的特异性反应：衰老耦合分化（seno-differentiation），即McSCs不可逆地分化然后丢失，导致毛发变白的过程。这一过程由p53-p21通路激活驱动。
相比之下，当暴露于某些致癌物（如7,12-二甲基苯并[a]蒽或紫外线B）时，McSCs会绕过这种保护性分化程序——即使在DNA损伤存在的情况下。相反，它们保留自我更新能力并克隆性扩增，这一过程得到来自局部微环境和表皮内KIT配体的支持。这种源自微环境的信号抑制了衰老分化，使McSCs倾向于肿瘤易发命运。
西村教授表示："这些发现揭示，相同的干细胞群体可以根据压力类型和微环境信号遵循对抗性命运——耗竭或扩增。"她补充道，"它将白发和黑色素瘤重新定义为干细胞应激反应的分歧结果，而非无关事件。"
重要的是，这项研究并非 表明白发能预防癌症，而是表明衰老分化代表了一种压力诱导的保护通路，可清除潜在有害细胞。相反，当这种机制被绕过时，受损McSCs的持续存在可能易导致黑色素瘤发生。
通过识别控制这种命运分叉的分子回路，该研究为连接组织衰老和癌症提供了概念框架，并强调了通过自然"衰老裂解"消除潜在有害干细胞的有益作用，从而产生防范癌症的表型。
基因毒性压力与黑色素细胞干细胞命运
基因毒性损伤驱动黑色素细胞干细胞（McSCs）的分歧结果。在细胞毒性基因毒素（如X射线照射）暴露下，McSC自我更新受损，导致耗竭和白发。在稳态下，McSCs维持自我更新和色素平衡。然而，致癌基因毒素促进KIT信号传导并改变花生四烯酸代谢，产生黑色素瘤创始克隆并进展为黑色素瘤。
参考文献
期刊： Nature Cell Biology
原文标题： Antagonistic Stem Cell Fates Under Stress Govern Decisions Between Hair Greying and Melanoma
DOI： 10.1038/s41556-025-01769-9
作者： Yasuaki Mohri, Jialiang Nie, Hironobu Morinaga, Tomoki Kato, Takahiro Aoto, Takashi Yamanashi, Daisuke Nanba, Hiroyuki Matsumura, Sakura Kirino, Kouji Kobiyama, Ken J. Ishii, Masahiro Hayashi, Tamio Suzuki, Takeshi Namiki, Jun Seita, and Emi K. Nishimura
研究机构： 东京大学医学科学研究所衰老与再生研究室等
关于西村荣美教授
西村荣美博士是东京大学医学科学研究所衰老与再生研究室教授。她因在毛囊隆突-亚隆突区域发现黑色素细胞干细胞——先在小鼠（Nature, 2002）后在人类（Science, 2004）——以及证明它们在白发形成中的关键作用而享誉国际。她的开创性研究为色素细胞生物学和干细胞衰老研究奠定了基础。2023年，她当选为美国国家科学院外籍院士。