Волосяные фолликулы – это мини-органы, из которых постоянно растут новые волосы. Основой для роста новых волос является правильная функция стволовых клеток волосяных фолликулов (HFSC). HFSC подвергаются циклическим симметричным и асимметричным клеточным делениям (SCD и ACD).
SCD генерируют две идентичные клетки, которые продолжают иметь одну и ту же судьбу, в то время как ACD генерируют дифференцирующуюся клетку и самообновляющуюся стволовую клетку. Комбинация гарантирует, что популяция стволовых клеток продолжает существовать, но как они способствуют потере функции HFSC из-за старения, еще полностью не изучено.
«Для правильного функционирования тканей симметричные и асимметричные деления клеток должны быть сбалансированы», – говорит автор-корреспондент исследования Эми Нишимура. "Как только стволовые клетки предпочтительно подвергаются одному из них или, что еще хуже, отклоняются от типичного процесса любого типа деления клеток, орган страдает. В этом исследовании мы хотели понять, как деление стволовых клеток влияет на рост волос во время старения."
Для достижения своей цели исследователи исследовали деление стволовых клеток в HFSC у молодых и старых мышей, используя два различных типа анализов: отслеживание судьбы клеток и анализ оси деления клеток. В первом случае HFSC были помечены флуоресцентным белком, чтобы за ними можно было следить с течением времени, а во втором измеряли угол деления HFSC. Поразительно, что исследователи смогли показать, что в то время как HFSC у молодых мышей подвергались типичным симметричным и асимметричным клеточным делениям для регенерации волосяных фолликулов, во время старения они приняли атипичный стареющий тип асимметричного деления клеток.
Но почему при старении так резко меняется способ деления клеток?? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи сосредоточились на гемидесмосомах, классе белков, которые соединяют клетки с внеклеточным матриксом (ECM; белки, окружающие клетки).
Давно известно, что Cell-ECM придает полярность клеткам, т.е.е., что клетки могут ощущать свою локализацию в заданном пространстве благодаря действию определенных белков. Исследователи обнаружили, что во время старения как гемидесмосомные белки, так и белки клеточной полярности дестабилизируются, что приводит к образованию аберрантно дифференцирующихся клеток во время деления HFSC.
В результате HFSC истощаются и со временем теряются (что приводит к истончению и выпадению волос).
«Это поразительные результаты, которые показывают, как волосяные фолликулы со временем теряют способность восстанавливать волосы», – говорит первый автор исследования Хироюки Мацумура. «Наши результаты могут способствовать разработке новых подходов к регулированию старения органов и заболеваний, связанных со старением."