Nature：警惕！高脂饮食让人变胖又变秃

熬最深的夜，喝最烈的酒，脱最多的发。

脱发和肥胖，是变瘦变美途中的拦路虎，并称当代年轻人心中“最不可承受之痛”。肥胖和饮食、运动息息相关，狠心断碳水断脂肪吃草，去健身房撸铁都是很好的减肥方法。但是脱发和饮食、肥胖有关吗？如何才能更好地保住我们的头发呢？

近期，东京医科大学干细胞生物学研究所的Emi K. Nishimura教授团队在顶级期刊Nature上发表了一篇研究，深入研究了高脂饮食和脱发的关系。研究人员发现，在小鼠模型中，如高脂饮食(high-fat diet，HFD)等肥胖引起的代谢压力，通过诱导炎症信号导致毛囊干细胞（hair follicle stem cells，HFSCs）凋亡，阻断毛囊再生，最终导致毛囊变小，加速头发稀疏。

高脂饮食加速毛发变稀

为了确定HFD等西方饮食是否会加速脱发或使毛发变稀，研究者将毛发正常的20个月大的老年雄性C57BL/6N小鼠分为HFD或正常饮食(normal diet，ND)组，连续喂食一个月，结果显示，HFD喂养的老龄小鼠显示出弥漫型毛发稀疏（图1a）。

为了研究肥胖对毛囊的影响，又将2-12个月大野生型雄性小鼠分为HFD或ND组，结果显示，喂食HFD小鼠的毛发数量也有所减少并出现了毛发稀疏的外观 (图1B)。在喂食HFD的小鼠中进行几轮毛发周期诱导(但在喂ND的老鼠中不是)导致了严重的并且不可逆的脱发(图1C)，这表明HFD诱导的应激针对周期性毛发再生，这加速了毛发变稀。

 图1 肥胖通过耗尽HFSCs加速脱发

肥胖引起的代谢压力会加速脱发

接下来，研究人员分析了遗传性肥胖小鼠、化学糖尿病小鼠、高蔗糖饮食的野生型小鼠、HFD喂养的雌性小鼠和HFD喂养的雄性C57BL/6J小鼠。遗传性肥胖(db/db，Ay/+和ob/ob)小鼠和喂食HFD的C57BL/6J小鼠在四轮毛发再生后，在6个月大时也显示出严重的脱毛(图2b-f)，而喂HFD的雌性小鼠在8个月时出现脱毛。相比之下，链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠或喂食高蔗糖饮食的小鼠没有出现脱发(扩展数据图2h-k)。这些结果表明，肥胖引起的代谢压力会加速脱发。

 图2  肥胖通过重复诱导毛发周期加速脱发

肥胖主要通过减少HFSCs而加速毛发稀疏

那么，高脂饮食是如何影响小鼠毛囊的整体结构呢？

研究人员对COL17A1和K14进行整体染色分析，分别鉴定毛囊细胞中的HFSCs。结果显示，在喂食HFD的小鼠的一些毛囊中，保留了相对较大的皮脂腺(图1d，图2l)。遗传性肥胖的ob/ob小鼠和喂食HFD的雌性小鼠也遵循相同的HFSC耗竭过程(图2m-o)。并且在喂食HFD的小鼠中，脱发的程度与体重相关，毛发周期缩短(图2p)。HFD小鼠的锯齿形毛发比锥毛更细更短(图3a-b)，这表明HFSCs较少的小型毛囊受到的影响更严重。因此，肥胖主要通过减少HFSCs而加速毛发稀疏。

图3  HFD过早地加速了头发周期的进展

饲喂HFD可通过自分泌和/或旁分泌IL-1R信号诱导毛囊小型化和最终脱发

为了确定HFD诱导HFSCs转换的途径，研究人员进行了多种深入分析，包括基因芯片分析、RNA测序(RNA-seq)和利用转座酶研究染色质可进入性的高通量测序技术(ATAC-seq)，并通过荧光激活细胞分选(FACS)从HFD喂养和ND喂养的幼年或老年小鼠中分选出HFSCs。结果表明，饲喂HFD可通过自分泌和/或旁分泌IL-1R信号诱导HFSCs内脂滴和NF-κB的激活。这些综合因素共同抑制了HFSCs中的Sonic Hedgehog(SHH)信号转导，从而通过异常分化进一步耗尽富含脂质的HFSCs，诱导毛囊小型化和最终脱发。

相反，转基因或药物激活SHH可以挽救HFD引起的脱发。这些数据共同证明，肥胖诱导的干细胞炎症信号强烈抑制器官再生信号，加速微小器官的小型化，并提示日常预防器官功能障碍的重要性。

 图4  HFD抑制SHH途径促进HFSCs向表皮分化

总   结

肥胖使人们易患许多与年龄相关的疾病，并与人类寿命密切相关。尽管肥胖已被证明是人类雄激素性脱发(androgenic alopecia，AGA)的风险因素，但它是专门针对AGA，还是一般地诱导或加速脱发尚未见报道。

在这项研究中，研究人员分析了肥胖与高脂饮食和脱发的关系，发现了HFSCs中SHH信号转导途径在其中的关键作用。肥胖通过多轮毛发周期来减少HFSC池，肥胖不仅是脱发的危险因素，还与毛发周期或衰老诱导的变化相互协同，以显著消除HFSC的自我更新，造成脱发的发生。这种机制加强了基于人类和小鼠研究的“以干细胞为中心的器官衰老理论”。

研究者认为，虽然本研究的数据是使用小鼠获得的，对于理解人类脱发机制存在局限性，但阳性结果表明肥胖会增加脱发的风险，需要引起大众的警惕。饮食和肥胖对人体干细胞的显著影响表明，我们可以通过改变生活方式，如适当减少脂肪摄入，控制体重等，预防器官功能的障碍和衰竭。这也为治疗脱发及其他肥胖或年龄相关的疾病开辟新的治疗途径。

文/饶翀

责编/Jane

参考文献

Morinaga H, Mohri Y, Grachtchouk M, et al., Obesity accelerates hair thinning by stem cell-centric converging mechanisms. Nature, 2021. 595(7866): p. 266-271.DOI: 10.1038/s41586-021-03624-x.

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