防晒霜成分納米氧化鋅損傷毛囊幹細胞

知識 06-21

撰文 | 《環球科學》記者廖紅艷

生活在遠古時代的人類，沒有創口貼也沒有任何藥物，當他們在採摘或捕獵時不小心劃破了皮膚，會等待皮膚自己癒合。為防止失血或感染，我們的皮膚早就演化出了這種自愈能力，但在獲得這種能力的同時，也失去了一些功能——皮膚的快速癒合，是以犧牲再生性為代價的，皮膚將留下疤痕。

疤痕的特徵是它們沒有毛囊、汗腺或脂肪。但是據觀察，只要傷口部位再生了毛囊，隨著毛髮細胞出現，脂肪細胞也會出現，使皮膚逐漸恢復正常。而這個過程中最大的功臣，就是堪稱「所有皮膚細胞之母」的毛囊幹細胞，它可以分化成表皮、毛囊、皮脂腺，參與皮膚創傷癒合的過程。

不過，近日科學家發現，防晒霜中的一種添加劑，可能會對毛囊幹細胞造成嚴重損傷。傳統的防晒霜配方中含有氧化鋅顆粒，能隔絕對皮膚有害的UVA和UVB（紫外線中的長波和中波段）。隨著納米技術的發展，現在，直徑更小的納米氧化鋅又取代了氧化鋅顆粒（因為前者塗抹到皮膚上呈透明狀，不像後者那樣厚重油膩）。為了搞清楚納米尺度的氧化鋅會不會進入毛囊結構並造成損傷，青島農業大學動物科技學院沈偉教授的團隊設計了一系列實驗，相關研究發表在了今年4月的《納米毒理學》（Nanotoxicology）雜誌上。

研究人員先將納米氧化鋅溶解在凡士林中，塗抹在剛出生一周、還未長出毛髮的小鼠觸鬚部位，每天塗抹1小時，然後再清除掉。7天後，通過透射電子顯微鏡成像，研究人員發現，納米氧化鋅已經通過皮膚汗腺進入小鼠毛囊結構。這表明，周期性塗抹納米氧化鋅（nZnO）會導致這些納米顆粒積累在小鼠毛囊中，但是，這些進入到毛囊結構中的納米顆粒會對皮膚產生哪些影響則還不清楚。

為了探索上述問題，研究人員又進行了毛囊幹細胞的體外培養實驗。結果發現，與對照組相比，在那些暴露於納米氧化鋅中的毛囊幹細胞里，調控細胞凋亡與分化的基因的轉錄、表達水平都發生了較大改變。

這意味著，暴露組的分化潛力受到了嚴重損傷，同時更易凋亡。進一步的誘導分化實驗也證明，接觸過納米氧化鋅後，毛囊幹細胞分化成脂肪細胞和神經細胞的能力確實下降了。

為了形象地展示毛囊幹細胞受到的「毒害」，研究人員還利用綠色熒光蛋白（green fluorescent protein，GFP）對毛囊幹細胞進行了標記，然後將nZnO暴露組和正常對照組的毛囊幹細胞分別注射到免疫缺陷小鼠（裸鼠）的皮膚組織內。

2周後，使用光學成像技術可以明顯看到，對照組仍然有非常明顯的綠色熒光；而暴露組則檢測不到綠光熒光（見圖），這說明受到納米顆粒毒害的毛囊幹細胞都「陣亡」了。