Science：皮肤多毛或多汗？科学家们找到了调控的关键机制

导读 12月23日，Science期刊发表一篇题为“Spatiotemporal antagonism in mesenchymal-epithelial signaling in sweat versus hair fate decision”的文章揭示了调控皮肤细胞朝着汗腺和毛囊分化的竞争机制，揭示了皮肤多毛或者多汗的原因。



或许我们都有注意到，狗在炎热环境下会有吐出舌头大口喘息的习惯，这是为什么呢？其实是因为它们汗腺不发达（几乎只在趾部存在），所以主要依赖喘息方式实现散热。而人类却不用如此费劲，我们可以通过出汗散热。皮肤上汗腺的存在让我们能够以最便捷快速的方式自我降温，人类是少数能够通过出汗避免过热的哺乳动物之一。

之前已有研究证实，皮肤附属器——毛囊和汗腺的生成由不同的机制调控，在特定的时间下不同部位的皮肤细胞会生成不同的附属器以适应环境。但是这种分化背后的机制一直并不清晰。

小鼠皮肤毛囊和汗腺“二选一”

来自于洛克菲勒大学的研究团队注意到，人类皮肤组织中皮囊和汗腺可以同时存在。而小鼠却不一样，它们的背部皮肤仅仅存在只生成皮囊，而四肢皮肤仅仅只有汗腺。这种“二选一”的鲜明差异是如何形成的呢？研究人员以小鼠为模型，以期挖掘调控皮肤附属器分化的信号通路。

借助全基因组分析和功能研究，研究人员发现，汗腺由间充质骨形成蛋白（mesenchymal-derived bone morphogenetic proteins，BMPs）和成纤维细胞生长因子调控。BMP信号通路会抑制音猬因子（SHH）表达。相反，当BMP信号通路受阻时，SHH表达上调，皮肤的汗腺数量会大大将降低，毛囊形成机制会启动。

BMP和SHH两种蛋白的表达“对抗”决定了汗腺或者毛囊附属器的形成。除了间充质骨形成蛋白，WNT和FGF蛋白质同样也参与了皮肤附属器的分化。

人类：毛囊和汗腺不受空间限制



当BMP、FGF蛋白信号活跃时，皮肤汗腺的生成会增加。相反，当BMP表达受阻，皮肤毛囊的生成会增加。不同于小鼠等多数哺乳动物，人类皮肤毛囊（粉色）和汗腺（蓝色）的生成并不受空间限制，它们遍布于全身。

研究人员以人类皮肤细胞为样本发现，当BMP蛋白表达上调，SHH蛋白会被抑制，毛囊会被汗腺取代。更重要的是，相比于第15周，胚胎发育的第17周BMP和FGF蛋白质的表达量明显上调，结合已有研究结果表明，这一时期是皮肤细胞从毛囊转向汗腺的关键过程。