Тонкая настройка метаболизма стволовых клеток предотвращает выпадение волос
Поперечный разрез биопсии кожи, на котором видны волосяные фолликулы, отходящие от поверхности кожи вниз. Низкий уровень кислорода вокруг стволовых клеток волосяного фолликула активирует передачу сигналов Rictor (фосфорилированный Akt; в пурпурном цвете) локально в этом месте. Ядра клеток помечены синим цветом. Предоставлено: Сара Викстрём.

Группа исследователей из Кельна и Хельсинки обнаружила механизм, предотвращающий выпадение волос: стволовые клетки волосяных фолликулов, необходимые для роста волос, могут продлить их жизнь, изменяя свое метаболическое состояние в ответ на низкую концентрацию кислорода в тканях. Команду возглавили доцент Сара Викстрём (Университет Хельсинки и Институт биологии старения Макса Планка) и дерматолог профессор Сабина Эминг (Кельнский университет), и в нее вошли исследователи из Кластера передового опыта в исследованиях старения Кельнского университета CECAD. , Институт биологии старения им. Макса Планка, Центр совместных исследований 829 «Молекулярные механизмы, регулирующие гомеостаз кожи», Центр молекулярной медицины (CMMC) (все в Кельне) и Хельсинкский университет. Статья «Метаболизм глутамина контролирует обратимость судьбы стволовых клеток и долгосрочное поддержание в волосяном фолликуле» была опубликована в Cell Metabolism.

Ежедневно такие ткани, как кожа и ее волосяные фолликулы, подвергаются воздействию окружающей среды, например ультрафиолетовому излучению. Поврежденный материал постоянно удаляется и обновляется. В среднем каждый день теряется 500 миллионов клеток и 100 волосков, что составляет 1,5 грамма материала. Мертвый материал заменяется стволовыми клетками, которые являются специализированными, очень пролиферативными и долгоживущими. Функция ткани зависит от активности и здоровья этих стволовых клеток; нарушение функции или уменьшение количества ведет к старению. «Хотя критическая роль стволовых клеток в старении установлена, мало что известно о механизмах, которые регулируют долгосрочное поддержание этих важных клеток. Волосяной фолликул с его хорошо изученными функциями и четко определяемыми стволовыми клетками был идеальной модельной системой для изучите этот важный вопрос «, — сказала Сара Викстрём.

Чтобы понять, что отличает стволовые клетки от их дифференцированных дочерних клеток, команда исследовала транскрипционные и метаболические профили двух популяций клеток. «Интересно, что эти исследования показали, что стволовые клетки и дочерние клетки обладают различными метаболическими характеристиками», — сказала доктор Кристин Ким, со-ведущий ученый в исследовании. «Наш анализ далее предсказал, что будет задействован Rictor, важный, но относительно плохо изученный молекулярный компонент пути метаболического главного регулятора mTOR». Передача сигнала mTOR регулирует такие процессы, как рост, потребление энергии и кислорода клетками.

Более детальный анализ показал, что истощение стволовых клеток происходит из-за потери метаболической гибкости. В конце каждого цикла регенерации, во время которого создается новый волос, стволовые клетки возвращаются в свое определенное место и возвращаются в состояние покоя. Доктор Сяолэй Дин, другой ведущий ученый, объяснил: «Ключевой вывод этого исследования состоит в том, что эта так называемая» обратимость судьбы «требует перехода от метаболизма глутамина и клеточного дыхания к гликолизу. Стволовые клетки находятся в среде с низкая доступность кислорода и, следовательно, использование глюкозы, а не глутамина в качестве источника углерода для энергии и синтеза белка. Этот сдвиг вызван низкой концентрацией кислорода и передачей сигналов Rictor. Удаление Rictor нарушило способность этого изменения судьбы стволовых клеток, вызывая медленные, возрастное истощение стволовых клеток и возрастное облысение «. Дин и Эмин недавно создали генетическую модель мыши для изучения функции Rictor и обнаружили, что у мышей, лишенных Rictor, значительно замедлялась регенерация волосяного фолликула и цикл, что указывало на нарушение регуляции стволовых клеток. «Интересно, что с возрастом у этих мышей наблюдалась потеря волос и снижение количества стволовых клеток», — сказал Дин.

«Основная цель на будущее будет заключаться в том, чтобы понять, как эти доклинические данные могут быть применены в биологии стволовых клеток у людей и потенциально могут быть использованы фармацевтически для защиты от старения волосяных фолликулов», — сказал Эминг. «Мы особенно взволнованы наблюдением, что применение ингибитора глутаминазы смогло восстановить функцию стволовых клеток у мышей с дефицитом Rictor, что доказывает принцип, согласно которому изменение метаболических путей может быть мощным способом повышения регенеративной способности наших тканей. «/p>




Добавить комментарий

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