Облысение и стволовые клетки фолликулов
Волосы растут из стволовых клеток, находящихся в волосяных фолликулах. Во время старения волосяные фолликулы постепенно теряют способность давать рост волос, что приводит к их истончению и выпадению. В новом исследовании группа из Токийского медицинского и стоматологического университета и Токийского университета выявила новый механизм, посредством которого волосяные фолликулы утрачивают свои регенеративные способности.
Основой для роста новых волос является правильная функция стволовых клеток волосяных фолликулов. Они подвергаются циклическим симметричным и асимметричным делениям клеток. Симметричное деление клеток генерирует две идентичные клетки с одинаковыми функциями, в то время как асимметричное деление генерирует дифференцирующуюся клетку и самообновляющуюся стволовую клетку. Сочетание этих типов деления сохраняет популяцию стволовых клеток. Для правильного функционирования симметричные и асимметричные клеточные деления должны находиться в равновесии. Как только стволовые клетки чаще подвергаются одному из них или вовсе отклоняются от типичного процесса деления клеток любого типа, функции волосяных фолликулов страдают.
Группа исследователей под руководством Эми Нишимура изучила деление стволовых клеток в волосяных фолликулах у молодых и старых мышей, используя два различных типа анализа: определение судьбы клеток и анализ направления деления клеток. В первом случае стволовые клетки волосяных фолликулов маркировались флюоресцентным белком, чтобы за ними можно было следить в течение длительного времени. Во втором случае определялось направление клеточного деления, то есть будущее дочерних клеток. Исследователи смогли показать, что стволовые клетки волосяных фолликулов молодых мышей подвергались типичным симметричным и асимметричным клеточным делениям, в то время как у старых животных они избирали атипичный тип асимметричного клеточного деления.
Но почему механизм деления клеток так резко меняется в процессе старения? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи сосредоточились на белках полудесмосом, которые соединяют клетки с внеклеточным матриксом. Уже известно, что специфические белки внеклеточного матрикса придают клеткам полярность, то есть способность ощущать свое положение в заданном пространстве. Исследователи обнаружили, что в процессе старения как полудесмосомные белки, так и белки полярности дестабилизируются, что приводит к образованию аберрантно дифференцирующихся клеток во время деления стволовых клеток волосяных фолликулов. В результате их запас не пополняется и со временем теряется – это приводит к истончению и выпадению волос.
Схема различных типов делений стволовых клеток волосяных фолликулов (HFSC). Молодые HFSC подвергаются симметричному и асимметричному делению, генерируя в том числе новые стволовые клетки. Старые HFSC провоцируют нестабильность полудесмосом, включая коллаген COL17A1, и подвергаются стрессовому нарушению асимметричного деления, что приводит к постепенному снижению количества HFSC.
Таким образом, волосяные фолликулы с возрастом теряют способность к регенерации волос из-за постепенного уменьшения количества стволовых клеток. Результаты исследования, возможно, помогут в разработке новых методов регулирования старения органов и связанных со старением заболеваний.
Статья H.Matsumura et al. Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles опубликована в журнале Nature Aging.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам TMDU: The bald truth – altered cell divisions cause hair thinning.