头发内源性大麻素和N-酰乙醇胺的洗脱及光稳定性：局部稳定性、头部覆盖效应以及体外阳光暴露的影响

《Psychoneuroendocrinology》：Washout and photostability of hair endocannabinoids and N-acylethanolamines: segmental stability, head-covering effects, and in vitro sunlight exposure

内源性大麻素系统在头发中的稳定性及其受自然阳光和头巾影响的机制研究。通过三个实验系统评估头发内源性大麻素（AEA/2-AG/1-AG）及N-酰基乙醇胺（PEA/OEA/SEA）的洗脱效应和阳光降解作用，发现阳光暴露显著降低AEA浓度，头巾使用影响部分指标，洗脱效应在修正后不显著。该成果为头发作为长期生理监测生物标志物的可靠性提供了实验基础。

　　

张玉童|罗子桥|克莱门斯·基尔施鲍姆|高伟

南京师范大学心理学院，中国南京

摘要

毛发分析作为一种创新方法，越来越多地被用来有效追踪内源性大麻素（ECs）和N-酰乙醇胺（NAEs）在回顾性时间段内的累积分泌情况。然而，一个潜在的重要协变量——即毛发对自然阳光的暴露——尚未得到充分研究。

本研究通过三个实验来系统地探讨暴露在自然阳光下的毛发中ECs和NAEs的光稳定性。实验1对6厘米长的毛发样本进行了分段分析，将其切成六个1厘米长的小段，并采用重复测量设计来检测不同段的稳定性。实验2比较了每天佩戴头巾与不佩戴头巾的个体中18厘米长毛发样本（六个3厘米长的小段）的差异。实验3将匹配的毛发样本在体外暴露于自然阳光下0小时、1小时或6小时，持续一个月。

研究结果显示，对于AEA这种分析物，在1厘米长的小段中观察到了洗脱效应，但经过校正后没有显著的差异；而其他分析物的浓度则没有整体上的变化。在头巾覆盖的研究中，除了非头巾组的AEA外，大多数毛发分析物都表现出显著的分段效应。阳光暴露导致AEA浓度显著下降，而1-AG/2-AG和NAEs的变化较小或不明显。

自然阳光是一个重要的协变量，尤其是会降低毛发中的AEA浓度。毛发近端到远端的分段梯度以及头巾佩戴习惯可以影响这些物质的水平。这些发现为将ECs和NAEs作为可靠的生物标志物应用于心理神经内分泌学中的长期生理监测提供了重要的实验和方法论基础。

引言

内源性大麻素系统（ECS）是一个广泛的神经调节系统，它合成内源性大麻素（ECs）和N-酰乙醇胺（NAEs），这些物质共同调控着多种生理和病理过程（Sideris等人，2024年）。ECs主要包括N-花生四烯乙醇胺（AEA）和2-花生四烯甘油（2-AG），而研究较多的NAEs包括棕榈酰乙醇胺（PEA）、油酰乙醇胺（OEA）和硬脂酰乙醇胺（SEA）。ECs和NAEs在调节应激反应、疼痛感知、免疫反应、情绪和认知功能方面起着关键作用（Maia等人，2023年）。越来越多的证据表明，ECS的失调与心理健康问题有关。例如，Mazurka等人（2024年）发现，患有重度抑郁症（MDD）且有童年虐待史的个体中2-AG的浓度升高，而AEA似乎具有缓解压力和保护神经的作用。这些发现表明，ECS可能影响应激相关心理病理学中的脆弱性与韧性之间的动态平衡。

以往的研究主要依赖于血液、唾液和尿液样本来测定ECs和NAEs的急性或短期水平（Matias等人，2012年；Petrowski等人，2020年；Vago等人，2020年）。然而，近年来，基于毛发的ECs和NAEs评估方法已成为一种有前景的技术，可用于回顾性地捕捉长期水平。ECs和NAEs进入毛发的过程遵循多室模型（Henderson，1993年）。根据这一模型，这些亲脂分子可能通过以下途径进入毛发：（1）在毛囊形成期间从血液中被动扩散；（2）角质化后通过汗液和皮脂分泌；（3）毛发生长后受到外部污染；（4）从毛囊周围的邻近组织转移。与传统生物标志物相比，毛发具有独特的方法学优势。嵌入毛发基质中的ECs和NAEs表现出显著的时间稳定性，使其特别适合用于评估慢性应激暴露（Gao等人，2021年）。相比之下，血浆和唾液仅提供瞬时的生理活动快照，这些快照会随着昼夜节律和环境因素而波动，而尿液通常只能反映24小时或更短时间内的生理活动（Meyer和Novak，2012年）。除了生物学稳定性外，毛发采样是非侵入性的，且受情境因素（如采血时的压力）的影响较小（Botschek等人，2023年）。此外，毛发采样不需要专门的医疗设备或培训，大大降低了成本和操作复杂性。这些优势使其非常适合大规模和异质人群的研究。实证研究已经证实了其合理性。有研究报道毛发中的PEA、OEA和SEA浓度与感知压力之间存在显著相关性（Valdivieso Barba等人，2023年）；其他研究还发现，较大的生活创伤和怀孕期间母亲毛发中AEA浓度降低与分娩相关创伤后应激症状的风险增加有关（Bergunde等人，2023年）。

尽管基于毛发的EC/NAE生物标志物具有很大潜力，但其可靠性可能受到一些尚未充分研究的因素的影响。一个关键问题是毛发中的洗脱效应。先前的研究反复报告了从毛发生长近端到远端，几种应激相关类固醇/脂质的浓度逐渐下降（Gao等人，2010年；Kirschbaum等人，2009年；Noppe等人，2015年；Ji等人，2013年）。这种现象通常被称为“洗脱效应”，可能反映了随时间的逐渐损失或降解。在本研究中，我们讨论了与自然阳光这种重要环境因素相关的洗脱效应，这种效应可能导致毛发中ECs和NAEs的降解。尽管Krumbholz等人（2013年）报告称孕妇和产后女性的毛发中AEA没有显著的分段洗脱效应，但尚未有研究系统地评估人类毛发中2-AG或NAEs的洗脱效应。关于ECs和NAEs洗脱效应的潜在原因，有多种环境和处理因素可能影响其稳定性和定量。先前的研究已经记录了分段距离效应（Skr?der等人，2017年）、氧化漂白（Eisenbeiss等人，2020年）、紫外线和可见光暴露（Ross等人，2022年）以及不同的洗涤协议（Pollock等人，2021年）。其中，尤其是自然阳光的影响显得尤为重要。体外研究表明，自然阳光暴露可以改变毛发中脂质衍生物的化学结构（Grass等人，2016年），并显著降低毛发中的皮质醇浓度（Wester等人，2016年）。此外，人工光暴露也被发现可以显著降低牛和猪白毛中的皮质醇浓度，表明光诱导的光降解和黑色素依赖的保护机制对毛发皮质醇稳定性至关重要（Otten等人，2021年）。同样，先前的研究一致表明，植物大麻素（如THC、CBD、CBN）在自然光和人工光暴露下会显著降解（Skopp等人，2000年）。然而，人类毛发中ECs和NAEs的光稳定性仍不清楚。这一空白凸显了系统评估自然阳光对毛发中EC和NAE水平影响的必要性，以支持对基于毛发的EC生物标志物的有效解读。

总之，本研究旨在阐明ECs和NAEs在毛发中的分段洗脱效应的存在及其程度，并进一步探讨自然阳光暴露对毛发中EC和NAE浓度的影响。为此，进行了三项连续实验。实验1对六个连续的毛发段落进行了分段分析，以定量评估毛发中的洗脱效应。尽管从头皮开始大约3-4厘米以外的部位，脂质/激素的稳定性可能较低（Wang等人，2018年），但我们有意使用较长的毛发样本，以测试毛发中EC/NAE浓度是否表现出从近端到远端的系统性衰减，并评估分段分析扩展回顾性评估窗口的可行性。实验2采用双因素混合设计，比较了经常佩戴头巾与不佩戴头巾的个体，从而研究自然阳光暴露对毛发中ECs和NAEs的体内影响。实验3在实验室条件下评估了受控自然阳光暴露对三组体外毛发样本中EC和NAE浓度的直接影响。

实验片段

实验1：毛发中的分段稳定性和一致性

从德累斯顿工业大学之前的研究中随机选取了20根长度超过8厘米的毛发样本。每根毛发样本从靠近头皮的部分开始切成6个1厘米长的小段。

实验2：头巾覆盖效应

在德国德累斯顿招募了49名4-64岁的健康穆斯林女性。其中26人报告日常生活中经常佩戴头巾，23人则不佩戴。收集了长度超过20厘米的毛发样本。每根毛发样本被切成6个1厘米长的小段。

实验1：1厘米小段的洗脱效应

在六个1厘米长的毛发小段中，发现EC和NAE的浓度具有中等到高的相对稳定性（AEA：r = 0.61-0.95，所有p < 0.05；1-AG/2-AG：r = 0.52-0.99，所有p < 0.05；PEA：r = 0.92-0.99，所有p < 0.01；OEA：r = 0.80-0.99，所有p < 0.01；SEA：r = 0.91-1.00，所有p < 0.01）。ICC值介于0.95到0.99之间（95% CI 0.88-1.00），表明所有EC/NAE的多重检验一致性非常好。相对稳定性的结果见S-Table 1-6。

重复测量

讨论

本研究提供了关于毛发中ECs和NAEs分段稳定性的新见解，以及它们对体外阳光暴露的敏感性。值得注意的是，毛发中EC/NAE的浓度在个体间存在显著差异（例如，图1）。这一模式与先前的文献一致，表明毛发中EC/NAE的浓度通常具有较大的个体间变异性（Gao等人，2021年；Gao等人，2022年）。重要的是，这些发现支持了……

结论

总之，我们的研究结果表明，毛发中EC和NAE的浓度在较长时间内具有较高的个体内稳定性，这支持了它们作为生物标志物的有效性，可以揭示心理状态、生理反应和心理健康之间的联系。此外，几种EC和NAE的浓度受到头巾佩戴习惯的影响，表明生活方式行为可能影响其浓度变化。

未引用的参考文献

(Stalder等人，2017年；Wang等人，2019年)

资助

本研究得到了中国国家自然科学基金（32471134）和德国德国研究基金会（GA 2772/2-1）的支持。

CRediT作者贡献声明

克莱门斯·基尔施鲍姆：监督、概念设计。张玉童：撰写初稿、可视化、数据分析、数据管理。罗子桥：撰写初稿、数据分析、数据管理。高伟：撰写、审稿与编辑、撰写初稿、监督、资源协调、项目管理、方法论设计、研究实施、资金争取、概念设计。

利益冲突声明

下面列出的作者声明没有需要披露的利益冲突。

致谢

作者感谢德累斯顿LABservice团队在实验室中的辛勤工作，为这项研究的发表提供了支持。

利益冲突

作者声明没有财务利益冲突。