Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Ny forskning avklarer hvordan stamceller blir aktivert for å produsere nytt hår

Foredrag om Inhalasjonsveiledning (Kan 2019).

Anonim

Voksne stamceller gir kroppen et reservoar hvorfra skadet eller brukt vev kan fylles på. I organer som tarmene og huden, som trenger konstant foryngende, deler disse stamceller seg ofte. Men i andre kroppsstrukturer, inkludert hårsekkene, holdes de i hvilemodus - en hvor de ikke reproduserer til de mottar signaler fra omgivelsene at det er på tide å regenerere.

annonse


Det gjør intuitiv forstand at stamceller, som er en så verdifull ressurs, vil bli brukt sparsomt. Likevel har forskere begrenset forståelse for hvordan deres stilhet er regulert, og er selv usikre på sin presise biologiske funksjon. I en studie som nylig ble publisert i PNAS, rapporterer Elaine Fuchs, Rebecca C. Lancefield Professor og leder av Robin Chemers Neustein Laboratory of Mammal Cell Cell Biology and Development, og Kenneth Lay, en kandidatstudent i laboratoriet hennes, om ny innsikt i biologiske signaler som gjør hårfollikkstamceller oscillere mellom tilstander av hvile og regenerativ aktivitet.

"I en tidligere studie viste laboratoriet at når det er musalder, produserer det gamle fettet i huden høyere nivåer av et utskilt signal, kalt BMP, sier Fuchs. "Dette signalet fungerer som en molekylærbremse på hårfollikkelstamceller, noe som får dem til å bruke mye lengre tid i hvilemodus."

I den foreliggende studien identifiserte Lay et stamcellegen som aktiveres ved BMP-signalering, og viste at når dette genet mangler, vokser stamcellerne hår med dramatisk kortere intervaller. "Vi trodde i begynnelsen at nøkkelen til hårvekst kan være ungdommens kilde, " sier Fuchs, "men musens hårfarge ble overraskende fortynnet og grått forvirrende."

Mer vekst og færre bulger

Vanligvis utvikler stamceller en ny bule sammen med det nye håret, samtidig som det sikres at den gamle bulgen og det gamle håret blir satt i hårsekkene. Bare den nye bulgen kan gjøre et nytt hår, men den gamle bulgen holdes på plass for å opprettholde en tykk og frodig kappe. I mus kan hårsekkene samle opptil fire av disse bulger.

Når Lay og Fuchs skapte mus som mangler FOXC1 - ved å deaktivere eller "banke ut" genet som produserer dette proteinet - de observerte at dyrets hårfollikkstamceller brukte mer tid på å vokse hår og mindre tid i stillhet. I løpet av ni måneder, mens hårfollikler fra normale mus vokste fire nye hår, hadde de fra FOXC1 knockout-musene allerede gjort nye hår syv ganger. "Knockout stamceller inn i en overaktiv tilstand der de ikke kan opprette quiescence tilstrekkelig, " forklarer Lay.

Forskerne fant også at i fravær av FOXC1 hadde hårsekkene alltid bare ett hår til tross for at de hadde gjort nye hår syv ganger. Dette skyldes at disse hårsekkene ikke kunne beholde sine gamle bulger, selv om de genererte en ny bulging uten problemer. Som stamceller begynte å proliferere mer, ble de mindre i stand til å holde seg sammen. Som et resultat ble deres gamle bulger ikke riktig festet til hårsekken når det nylig voksende håret presset forbi det. Og siden bølgen avgir quiescenssignaler, aktiverte tapet de resterende stamceller enda raskere.

Grå og går skallet

Mens hårfollikelstamceller av FOXC1-mangelfulle mus produserer hår i et relativt breakneck-tempo, synes denne profligate veksten å ha dem ut. Eldre knockout-mus hadde tynnere, gråere strøk, og de kunne ikke regenerere pelsen deres så raskt som de normale alderssammensatte eller yngre jevnaldrende. Et lignende fenomen er blitt beskrevet i mus-hematopoietiske stamceller, noe som gir blodceller - de stamceller som er mer aktive hos unge dyr ser ut til å bli utmattet når dyrene blir eldre.

"Hårfollikelstamceller påvirker oppførselen til melanocytstamceller, som samboer i bulge nisje, " forklarer Fuchs. "Således, da antall hårfollikkelstamceller gikk ned med alderen, så ble også antall melanocytstamceller, som resulterte i tidlig gradering av hva som helst hår igjen." Ikke mye er kjent om naturlig forekommende hårtap med alderen, men disse balding knockout-musene kan gi en modell for å studere den.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Rockefeller University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kenneth Lay, Tsutomu Kume, Elaine Fuchs. FOXC1 opprettholder hårfollikkelen stamcelle nisje og styrer stamceller quiescence for å bevare langsiktig vev-regenerering potensial . Prosedyrene ved Det nasjonale vitenskapsakademiet, 2016; 201601569 DOI: 10.1073 / pnas.1601569113