起鸡皮疙瘩的真正原因

如果你曾经想知道为什么我们会起鸡皮疙瘩，你和查尔斯·达尔文一样，他在关于进化论的著作中思考过这个问题。鸡皮疙瘩也许能保护皮毛厚实的动物御寒，但我们人类似乎并没有从这种反应中获益太多——那么为什么在进化过程中它一直被保存下来了呢?

在一项新的研究中，哈佛大学的科学家们发现了其中的原因:引起鸡皮疙瘩的细胞类型对调节神经网络也很重要干细胞可以再生头发毛囊和头发。在皮肤下面肌肉产生鸡皮疙瘩的收缩对于连接交感神经和毛囊干细胞是必要的。交感神经对寒冷的反应是通过收缩肌肉，在短期内引起鸡皮疙瘩，并在长期内驱动毛囊干细胞激活和新头发生长。

发表在杂志上细胞在美国，这些在小鼠身上的发现让研究人员更好地了解了不同细胞类型是如何相互作用，将干细胞活性与外部环境的变化联系起来的。

“我们一直对了解干细胞的行为是如何受到外部刺激的调节感兴趣。皮肤是一个迷人的系统:它有多个干细胞，周围是不同的细胞类型它位于我们身体和外界的交界面。因此，它的干细胞有可能对各种各样的刺激做出反应——来自生态位，整个身体，甚至外部环境，”干细胞和再生生物学的Alvin和Esta之星副教授Ya-Chieh Hsu说，他与国立台湾大学的Sung-Jan Lin教授合作领导了这项研究。“在这项研究中，我们发现了一个有趣的双组分生态位，它不仅在稳定状态下调节干细胞，而且根据外界温度变化调节干细胞行为。”

头发生长调节系统:调节头发生长的系统

许多器官是由三种组织构成的:上皮组织、间充质组织和神经组织。在皮肤中，这三个血统以一种特殊的排列方式组织起来。交感神经，我们神经系统的一部分控制着身体的内稳态和我们对外部的刺激它与间充质中的一个小平滑肌相连。平滑肌与毛囊干细胞相连，毛囊干细胞是一种上皮干细胞，对毛囊再生和修复伤口至关重要。

交感神经和肌肉之间的联系已经众所周知，因为它们是起鸡皮疙瘩背后的细胞基础:寒冷触发交感神经元发送神经信号，肌肉的反应是收缩，导致头发直立。然而，当使用电子显微镜在极高分辨率下检查皮肤时，研究人员发现交感神经不仅与肌肉相关，还与毛囊干细胞形成了直接连接。事实上，神经纤维像丝带一样缠绕着毛囊干细胞。

“我们可以在超微结构水平上看到神经和干细胞是如何相互作用的。神经元倾向于调节易兴奋细胞，就像其他神经元或有突触的肌肉一样。但我们惊讶地发现，它们与上皮干细胞形成了类似的突触样结构，而上皮干细胞并不是神经元的典型目标。”

接下来，研究人员证实神经确实针对干细胞。交感神经系统通常在一个恒定的低水平上被激活，以维持身体内稳态。研究人员发现，这种低水平的神经活动使干细胞处于准备再生的稳定状态。在长时间的低温下，神经被激活的水平更高，更多的神经递质被释放，导致干细胞快速激活，毛囊再生，长出新头发。

研究人员还调查了是什么维持了毛囊干细胞的神经连接。当他们移除连接毛囊的肌肉时，交感神经收缩，连接毛囊干细胞的神经消失，这表明肌肉是连接交感神经和毛囊的必要结构支撑。

系统如何发展

除了在毛囊完全形成的状态下进行研究外，研究人员还调查了这个系统最初是如何发育的——肌肉和神经是如何到达毛囊的。

“我们发现，这种信号来自发育中的毛囊本身。它分泌一种蛋白质来调节形成平滑肌，然后吸引交感神经。然后在成年人中，这种相互作用发生了逆转，神经和肌肉共同调节毛囊干细胞，使其再生新的毛囊。这闭合了整个循环——正在发育的毛囊正在建立自己的生态位，”徐氏实验室的博士后尤利娅·施瓦茨说。她是这项研究的共同第一作者，另外两位是徐氏实验室的研究生Meryem Gonzalez-Celeiro，以及林氏实验室的博士后Chih-Lung Chen。

对环境的回应

通过这些实验，研究人员确定了一个调节毛囊干细胞的双组分系统。神经是通过神经递质激活干细胞的信号成分，而肌肉是允许干细胞的结构成分神经纤维直接连接到头发卵泡干细胞。

你可以调节毛囊它们是研究组织再生的绝佳模型，”施瓦茨说。“这种特殊的反应有助于将组织再生与外界的变化联系起来，比如温度。这是一个双层反应:鸡皮疙瘩是在短期内提供某种缓解的快速方法。但当寒冷持续时，这就成为干细胞知道是时候再生新毛发的良好机制。”

未来，研究人员将进一步探索外部环境如何影响皮肤中的干细胞，包括在内稳态和修复情况下(如伤口愈合)。

“我们生活在一个不断变化的环境中。由于皮肤总是与外界接触，它给了我们一个机会来研究是什么机制细胞将组织生产与不断变化的需求结合起来，这对有机体在这个动态的世界中茁壮成长至关重要。”