在衰老、雄激素性脱发和遗传【性少毛症中，毛干小型化通常与毛囊干细胞 (HFSC) 丢失有关。然而，导致这种体内干细胞耗竭的机制仍然难以捉摸。

2021年10月7日，北京生命科学⌒　研究所/清华大学陈婷团队在』Cell Stem Cell 在线发表题为“Hair shaft miniaturization causes stem cell depletion through mechanosensory signals mediated by a Piezo1-calcium-TNF-α axis”的研▽究论文，该研究表明毛干损失或直径减小会缩小物理生态位尺寸，从而导致 HFSC 的机械压缩及其凋亡损失。

从机制上讲，细胞压缩会激活机械敏感通道 Piezo1，从而触发钙内△流。衰老和遗传性少毛症期间持续的毛干小型化通♂过 Piezo1 诱导持续◥的异位细胞凋亡导致长期 HFSC 丢失。该研究结果确定了惰性毛干结构作为控制 HFSC 存活的功能性生态位组件的非常规作用，并揭示了调节体内物理-生态位-萎缩诱◥导的干细胞耗竭的机械感觉轴。

毛发分为毛干和毛根两部分。毛干是露出皮肤之外的部分，即毛发的可见部█分，由角◣化细胞构成。组织可分为表皮、皮质及毛髓三≡层。毛干由含黑色素◣的细长细胞所构成，胞质内含有∮黑色素颗粒，黑色素使毛呈现〇颜色。黑色素含量的多少与毛发的色泽有关。毛干是表皮向外生长的特殊部位，由角朊必●保所构成，其主要成分为角√蛋白，占毛干总重量的85%-~90%，此外，还含ξ有微量元素、类脂质、色素及水(10%~13%)。由外到内可分为三层。

在皮肤中，毛囊 (HF) 的♀主要功能目的是产生毛干。HF 在生长期 (anagen)、回归阶段 (catagen) 和休止期 (telogen) 之间循环。毛发周期ξ的延续需要 HF 干细胞 (HFSC)，它们位于称为隆起的 HF 永久部分的★底部。圆柱形的休止期凸起『构成了 HFSC 生态位，它具有三层结构组件：最外层的 HFSC，中心的毛↘干，以及中间的一层 Krt6+ 细胞。与 HFSC 不同的是，毛干㊣和附着的 Krt6+ 细胞以毛发周》期相关的方式动态地进出生态位空间。毛干在生长期产生并在退行期退化到达休止㊣期隆起←，在那里它成为 HFSC 壁龛空间的中心建筑组⊙件，直到它←被挤出或丢失。

毛干是一个死结构，因此之前没有显示〒出调节作用。对可能的ζ毛干功能的洞察来自于以下观察：毛干小型化通常与衰老、雄激素性脱发和遗☆传性少毛症等各种皮肤病理中 HFSC 的丢失相关。毛干〓占据了大部分 HFSC 生态位空间，因此毛干直径的变化直接影响↘物理生态位的大小。但毛干直径减小，即所谓的毛干小型化，是否在体▲内 HFSC 损失中起因果作用尚不清楚。

这些观察提出了几个关键问题。第一，因为毛干占据了HFSC生态位的中心空间，所以毛干是功能性生态位●组件吗？其次，物理生态位萎缩是否会导致 HFSC 数量减少，如ξ　果是这样，体内 HFSC 丢失的直接细胞和分子机制是什么？第三，考虑到 HFSCs 可以在细胞消融后由邻近的祖细胞补充，是什么导致在长期病理性少毛症条件◇下观察到的 HFSC 耗竭？

在这里，该研究通过结合物理显微解剖、体内药理化合物︼筛选、转录组分析、活体成像和细胞类型特异性基因敲除实验来解决这∩些问题。该研究表明，毛干是一种功能性生态位组件，具有在▅体内调节 HFSC 存活的重要功能。在衰老和病理条件下，毛∞干小型化导致物理生态位萎缩，导致HFSCs受到机械⊙压缩；通过机械敏感钙通道 Piezo1 将机械力转化为生化信号会诱导 HFSC 细胞凋亡，并对长期组织再生潜力产生影响。

参考资料：

1.Hair shaft miniaturization causes stem cell depletion through mechanosensory signals mediated by a Piezo1-calcium-TNF-α axis

转自：生物探索

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