Ученые совершили важное открытие в области биологии волос, обнаружив белок, который выполняет функцию защитника стволовых клеток волосяного фолликула (СКВФ). Этот белок, MCL-1, выступает в роли мощного регулятора апоптоза (запрограммированной гибели клеток). Когда его уровень снижается под воздействием стресса, стволовые клетки, перегруженные работой, перестают производить новые волосы. Управление этим молекулярным путем открывает перспективы для создания терапий, способных не только остановить, но и обратить вспять процесс облысения.
Волосяные фолликулы млекопитающих служат отличной моделью для изучения регенерации тканей и работы стволовых клеток. Их формирование начинается еще на этапе эмбрионального развития и завершается вскоре после рождения. Зрелые фолликулы имеют сложную структуру, пронизывающую эпидермис и дерму.
На протяжении всей жизни волосяные фолликулы проходят циклические фазы: активного роста (анаген), регрессии (катаген) и покоя (телоген). Этот непрерывный процесс управляется именно СКВФ, которые находятся в специальной нише внутри фолликула. Первые циклы роста после рождения синхронизированы, а в дальнейшем они происходят асинхронно в разных областях кожи.
Апоптоз: друг или враг роста волос?
Ранее исследования показали, что удаление некоторых генов, связанных с апоптозом, может увеличить популяцию СКВФ и ускорить заживление ран и регенерацию волос. С другой стороны, было обнаружено, что повреждение ниши СКВФ может запускать гибель клеток через кальций-зависимый апоптоз. Однако детальные молекулярные механизмы, с помощью которых апоптоз регулирует жизненный цикл волосяного фолликула, оставались плохо изученными. Известно, что такие факторы, как прием лекарств или старение, нарушают этот процесс, но конкретные пути воздействия были неясны.
Новое исследование, проведенное международной командой из австралийского Института Уолтера и Элизы Холл, Медицинской школы Дьюка и Сингапурского университета, пролило свет на этот вопрос. Работа, опубликованная в престижном журнале Nature Communications, раскрывает ключевой молекулярный путь, контролирующий выживаемость и функцию СКВФ. Это открытие имеет значение не только для трихологии, но и для более широкого понимания принципов регенерации тканей в организме.
Как белок MCL-1 защищает "строителей" волос
Тщательный анализ молекулярных взаимодействий в СКВФ позволил ученым установить, что нормальная работа этих клеток невозможна без белка MCL-1.
Обратите внимание: Группа палеонтологов описала новый вид динозавров-пахицефалозаврид, живших около 68 миллионов лет назад.
Под воздействием внешнего стресса уровень MCL-1 падает, делая стволовые клетки уязвимыми. Когда они пытаются активироваться для производства нового волоса, то сталкиваются с перегрузкой и, лишенные защиты, запускают механизм самоуничтожения, что останавливает рост.Процесс можно сравнить со строительной бригадой (СКВФ), которая возводит дом (волос). Если на площадку внезапно приходят "разрушители" (стрессовые факторы), рабочие вынуждены одновременно строить и обороняться, что быстро приводит к их истощению. Белок MCL-1 действует как охранник, который блокирует "разрушителей", позволяя "строителям" спокойно выполнять свою работу.
Экспериментальное подтверждение
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи провели эксперимент на генетически модифицированных мышах, у которых был "отключен" ген, ответственный за выработку MCL-1. После того как грызунам сбрили волосы, ученые наблюдали, что их СКВФ сначала активировались, но очень быстро перегружались. Это вызывало выработку стрессового белка p53, который в итоге и приводил клетки к гибели. Апоптоз, будучи естественным механизмом обновления, в отсутствие защиты MCL-1 уничтожал даже те стволовые клетки, которые были особенно активны и нужны для регенерации. Интересно, что дефекты, вызванные отсутствием MCL-1, удалось скорректировать, удалив один из аллелей проапоптотического гена Bak.
«Наши данные показывают, что MCL-1 играет критическую роль в подавлении апоптоза, вызванного пролиферативным стрессом, когда покоящиеся стволовые клетки активируются для регенерации тканей», — поясняют авторы исследования. Эти выводы указывают на потенциальные мишени для терапии: ингибирование белка p53 или повышение уровня защитного MCL-1. Для проверки этих стратегий и разработки на их основе конкретных препаратов против выпадения волос необходимы дальнейшие клинические исследования.
Читайте все последние новости о здоровье и медицине на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Группа исследователей выявила белок, играющий важную защитную роль в функционировании стволовых клеток волосяных фолликулов (СКВФ).