Исследование университета Южной Калифорнии раскрывает новые детали механизма взаимодействия стволовых клеток волос
В одном из первых исследований, в ходе которого было рассмотрено поведение крупной группы стволовых клеток в тысячах волосяных фолликулов – при сравнении со стволовой клеткой одного единственного волосяного фолликула – ученые из медицинской школы им. Кека при университете Южной Калифорнии разгадали, как стволовые клетки волос у мышей и кроликов могут взаимодействовать друг с другом и согласовано поддерживать процесс регенерации, о чем говорится в статье, опубликованной 29 апреля в журнале «Science».
При написании статьи под названием «Самоорганизация и стохастическое поведение при регенерации стволовых клеток волос» команда исследователей работала совместно со специалистами в области математической биологии из Оксфордского университета. В майском выпуске журнала, посвященного сигнальной системе (Science Signaling Journal), данная статья была названа Выбором Редактора (A. M. VanHook, Regeneration Waves. Sci. Signal. 4, ec123, 2011). Исследователи проанализировали произошедшие за много месяцев изменения роста волос у подстриженных мышей и кроликов, которые демонстрируют циклическое развитие, с чередованием активных и пассивных фаз, стволовых клеток в волосяных фолликулах.
«Результаты оказались весьма неожиданными. Как оказалось, существует согласованное взаимодействие, не видимое невооруженным глазом», — говорит Ченг-Минг Чуонг, профессор кафедры патология в медицинской школе им. Кека и руководитель исследования, финансируемого Национальными Институтами Здоровья.
Под «согласованным взаимодействием» понимается способность большой популяции стволовых клеток волос взаимодействовать друг с другом для достижения правильного роста волос, о чем свидетельствовала постоянно меняющаяся картина роста волос у кроликов, которая часто напоминала абстрактное произведение искусства, «нанесенное» на их кожу. Ученые обнаружили, что стволовые клетки волос согласуют процесс регенерации друг с другом при помощи молекулярного активатора WNT и ингибитора BMP. Когда сигналы WNT и BMP передаются повторно через популяцию из тысяч волосяных фолликулов по всей поверхности кожи, согласованный процесс регенерации волос достигается через самоорганизацию.
Данное исследование имеет потенциал для нахождения метода лечения облысения или потери волос посредством улучшения среды для такого взаимодействия. Облысение у людей частично появляется потому, что стволовые клетки в человеческих волосяных фолликулах, в отличие от мышей и кроликов, потеряли способность взаимодействовать друг с другом. «Когда человеческий волосяной фолликул волос хочет регенерироваться, он может рассчитывать только на себя, поскольку не получает помощи от других фолликулов. Когда же регенерируется волосяной фолликул кролика, он полагается на два сигнала: на свой собственный сигнал к активации и сигнал к активации своих соседей. У кроликов очень активный рост волос, и это очень важно для их выживания в дикой природе», — говорит Чуонг.
«Если бы механизм «взаимодействия» стволовых клеток можно было заставить работать в человеческих стволовых клетках, то стало бы возможным значительно увеличить число человеческих волос в фазе роста», — говорит Максим Пликус, ведущий автор работы, научный сотрудник в университете Пенсильвании. На момент проведения исследования Пликус работал в медицинской школе им. Кека, и защищал кандидатскую диссертацию при финансовой поддержке в виде гранта на обучение от Калифорнийского Института регенеративной медицины. Результаты исследования – очень многообещающие, поэтому Институт инноваций им. Стивенса при университете Южной Калифорнии уже подал заявку на патентирование состава и способа для моделирования роста волос.
Кроме того, результаты исследования помогают понять потенциальное поведение стволовых клеток в других органах, что имеет важное значение для исследований в области регенеративной медицины. Тот факт, что большая популяция стволовых клеток волос кролика может поддерживать друг друга при смене фаз регенерации и отдыха, подразумевает, что стволовые клетки других органов – в том числе у людей – могут аналогичным образом взаимодействовать и эффективно стимулировать рост. «Эта работа должна дать толчок для поиска похожей модели поведения стволовых клеток на уровне популяций в других ключевых регенеративных системах, таких как желудочно-кишечный тракт и костный мозг», — говорит Пликус.
Данное исследование проведено на основе более ранней работы, которую команда ученых во главе с Пликусом и Чуонгом, опубликовала три года назад в журнале «Nature» (Природа). Это исследование рассматривало модели роста волос у мышей и показало, что макросреда, которая включает подкожную жировую ткань и гормональные изменения в организме, может влиять на регенерацию отдельных волосяных фолликулов. Также были обнаружены новые функционально отличные, но морфологически неразличимые фазы роста и отдыха волосяного фолликула.
«Вместе, наши исследования, опубликованные в журнале «Nature» в 2008 году и журнале «Science» в 2011 году, помогли более основательно понять процессы регенерации во взрослом органе», — отметил Пликус.
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
