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PNAS:揭示喚醒干細胞產(chǎn)生毛發(fā)機制

2016-03-06 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:Fuchs說(shuō),“在一項早期的研究中,我的實(shí)驗室就已證實(shí)當小鼠衰老時(shí),它們皮膚中老化的脂肪組織產(chǎn)生一種更高水平的被稱(chēng)作BMP的分泌信號。這種信號在毛囊干細胞中發(fā)揮著(zhù)分子剎車(chē)的作用,導致它們更長(cháng)時(shí)間處于靜止狀態(tài)?!?/div>

  人體含有成體干細胞,它們能夠再生受損的組織。在諸如腸道和皮膚之類(lèi)的需要不斷更新的組織中,這些干細胞頻繁地發(fā)生細胞分裂。但是在包括毛囊在內的其他身體結構中,成體干細胞處于靜止狀態(tài),在這種狀態(tài)中,它們不會(huì )增殖,除非它們接收到來(lái)自周?chē)h(huán)境的信號,這時(shí)它們才開(kāi)始再生。

  人們的直覺(jué)就是干細胞是一種非常寶貴的資源,應當被有節制地使用。但是科學(xué)家們對成體干細胞的靜止狀態(tài)是如何調控的理解是有限的,而且還不能確定它的準確生物學(xué)功能到底是什么。在一項新的研究中,美國洛克菲勒大學(xué)哺乳動(dòng)物細胞生物學(xué)與發(fā)育實(shí)驗室教授ElaineFuchs和她實(shí)驗室的研究生KennethLay對讓毛囊干細胞在靜止狀態(tài)和再生活性之間波動(dòng)的生物學(xué)信號獲得新的認識。相關(guān)研究結果于2016年2月24日在線(xiàn)發(fā)表在PNAS期刊上,論文標題為“FOXC1maintainsthehairfolliclestemcellnicheandgovernsstemcellquiescencetopreservelong-termtissue-regeneratingpotential”。

  Fuchs說(shuō),“在一項早期的研究中,我的實(shí)驗室就已證實(shí)當小鼠衰老時(shí),它們皮膚中老化的脂肪組織產(chǎn)生一種更高水平的被稱(chēng)作BMP的分泌信號。這種信號在毛囊干細胞中發(fā)揮著(zhù)分子剎車(chē)的作用,導致它們更長(cháng)時(shí)間處于靜止狀態(tài)。”

  在當前的這項研究中,Lay鑒定出一個(gè)被BMP信號激活的干細胞基因,并且證實(shí)當這個(gè)基因缺失時(shí),這些干細胞在非常短的時(shí)間間隔內長(cháng)出毛發(fā)。Fuchs說(shuō),“我們起初曾認為這種毛發(fā)生長(cháng)的關(guān)鍵可能就是青春之泉,但是這些小鼠的毛發(fā)令人吃驚地過(guò)早變得稀疏和變白。”

  更多的生長(cháng)和更少的隆突

  通常,毛囊干細胞在制造新的隆突(bulge)時(shí)伴隨著(zhù)制造新的毛發(fā),同時(shí)確保舊的隆突和舊的毛發(fā)也在毛囊中。只有這種新的隆突能夠繼續產(chǎn)生新的毛發(fā),但是舊的隆突依舊呆在原位維持著(zhù)茂密的毛發(fā)。在小鼠中,毛囊能夠積累高達4個(gè)這樣的隆突。

  當Lay和Fuchs通過(guò)基因敲除剔除FOXC1蛋白編碼基因,或者說(shuō)讓這種基因喪失功能,培育出缺乏FOXC1的小鼠,他們觀(guān)察到這些動(dòng)物的毛囊干細胞在更多的時(shí)間內在制造毛發(fā),只有更少的時(shí)間處于靜止狀態(tài)。在9周時(shí)間內。正常小鼠的毛囊會(huì )生長(cháng)四次新的毛發(fā),然而,來(lái)者這些FOXC1基因敲除小鼠的毛囊已經(jīng)制造了7次新的毛發(fā)。Lay解釋道,“這些缺乏FOXC1的毛囊干細胞進(jìn)入一種過(guò)度活躍的狀態(tài)而不能夠足夠地維持靜止狀態(tài)。”

  這些研究人員也發(fā)現在缺乏FOXC1時(shí),盡管已制造了7次新的毛發(fā),毛囊總是只有新的毛發(fā),這是因為這些毛囊盡管能夠產(chǎn)生新的隆突,但是不能維持它們舊的隆突。隨著(zhù)毛囊干細胞開(kāi)始更多地增殖,它們更不可能粘接在一起。因此,在新生長(cháng)的毛發(fā)向外延伸時(shí),它們舊的隆突不能正確地固定在毛囊中。鑒于舊的隆突會(huì )發(fā)出靜止信號,因此它的缺乏就更加快速地激活剩余的毛囊干細胞。

  毛發(fā)變白和掉毛

  盡管來(lái)自缺乏FOXC1的小鼠的毛囊干細胞以一種相對快速的速度制造毛發(fā),但是這種肆意的生長(cháng)似乎也會(huì )將它們耗光。年齡越大的FOXC1基因敲除小鼠具有更為稀疏和更加灰白的毛發(fā),它們不能按照它們正常的年齡相匹配的或更加年輕的小鼠那樣再生它們的毛發(fā)。這種類(lèi)似的現象也已在小鼠的造血干細胞中描述過(guò):年齡小鼠中的造血干細胞在它們變老時(shí)似乎逐漸被耗盡。

  Fuchs解釋道,“毛囊干細胞也能影響共同棲息在隆突微環(huán)境(bulgeniche)中的毛囊黑素干細胞(melanocytestemcell)的行為。因此,當毛囊干細胞的數量隨著(zhù)年齡減少時(shí),毛囊黑素干細胞的數量也是如此,這就導致還未脫落的毛發(fā)提前變灰白。”人們對自然發(fā)生的年齡相關(guān)毛發(fā)脫落還了解不多,但是這些掉毛的小鼠可能提供一種模型來(lái)研究這種現象。

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