skin
Структура кожи человека. Предоставлено: Википедия.

Способность кожи расширяться при механическом растяжении десятилетиями использовалась в пластической и реконструктивной хирургии для создания избытка кожи, который можно использовать для восстановления врожденных дефектов, поврежденных тканей и восстановления молочной железы после мастэктомии. Клеточные и молекулярные механизмы, с помощью которых кожа реагирует на механическое растяжение, остаются неизвестными.

Исследователи под руководством проф. Седрик Бланпен — исследователь WELBIO, директор Лаборатории стволовых клеток и рака, Медицинский факультет, Университет Брюсселя, в сотрудничестве с проф. Бенджамин Д. Саймонс, Кембриджский университет, продемонстрировал, что растяжение вызывает расширение кожи посредством самообновления эпидермальных стволовых клеток, и обнаружил сигнальные пути, ответственные за растяжение, вызванное активацией и обновлением стволовых клеток при разрешении одной клетки.

Кожный эпидермис является важным барьером, защищающим животных от инфекций и потери воды. Поскольку кожа подвергается механическим воздействиям, она должна сопротивляться и приспосабливаться к своим размерам, сохраняя при этом свои барьерные функции. Эти свойства используются пластическими хирургами для создания дополнительной кожи для реконструктивной хирургии. Для этого хирурги используют надувной «расширитель кожи», который они вставляют под кожу и раздувают, вызывая расширение накладывающейся кожи. Хотя этот метод десятилетиями использовался в медицине, очень мало известно о механизмах, с помощью которых механическая сила экспандера кожи приводит к активации стволовых клеток кожи и образованию избытка кожи.

В этом новом исследовании, опубликованном в Nature, Mariaceleste Aragona и его коллеги определяют клональную динамику и молекулярные механизмы, которые приводят к активации стволовых клеток и росту кожи при одноклеточном разрешении.

Они использовали современные генетические мышиные модели для изучения реакции эпидермальных стволовых клеток на механическое растяжение. В частности, они выполнили генетическое отслеживание клонов, которое позволило им маркировать стволовые клетки, которые находятся на вершине клеточной иерархии в коже, и следить за судьбой потомства стволовых клеток с течением времени. Они объединили этот анализ с секвенированием отдельных клеток в сотрудничестве с Pr Thierry Voet — KULeuven, который анализирует молекулярную идентичность каждой отдельной клетки, обеспечивая глубокое разрешение различных клеточных состояний, которые сопровождали расширение кожи.

Интересно, что они обнаружили, что только специфические стволовые клетки изменяли свое поведение и судьбу клеток в ответ на механическое растяжение. «Было особенно интересно наблюдать, что не все клетки одинаково реагируют на механические возмущения, и впервые идентифицировать молекулярную сигнатуру, которая характеризует эти специфические растянутые стволовые клетки кожи», — говорит Мариацелесте Арагона, первый автор исследования.

В сотрудничестве с Pr. Бенджамин Д Саймонс, Кембриджский университет, разработал математическую модель расширения кожи при растяжении. Во время растяжения кожи, вызванного растяжением, кратковременное увеличение самообновляющегося деления стволовых клеток позволяет ткани поддерживать свой клеточный состав и организацию, в то же время расширяя пул клеток, которые будут способствовать расширению ткани. Эти данные демонстрируют пластическую и упругую природу стволовых клеток, которая имеет основополагающее значение для того, чтобы позволить ткани реагировать на окружающую среду и расширяться при необходимости, сохраняя при этом жизненно важные барьерные функции кожи.

В этом исследовании анализируются пространственно-временные клеточные и молекулярные механизмы, которые контролируют поведение стволовых клеток кожи в ответ на механическое растяжение, и поэтапно очерчиваются молекулярные компоненты, которые позволяют стволовым клеткам ощущать и опосредовать реакцию на растяжение и индукцию расширение ткани.

«Эти новые результаты не только раскрывают, как кожа реагирует на механические возмущения посредством активации специфической популяции стволовых клеток, но также раскрывают молекулярных игроков, ответственных за механотрансдукцию стволовых клеток в клинически значимом контексте. Мы надеемся, что понимание эти новые механизмы будут использованы в будущем для стимулирования расширения тканей и заживления ран «, — говорит Седрик Бланпейн, старший автор статьи Nature ./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *