Ученые из Института медицинской биологии A * STAR (IMB) и Стэнфордского университета обнаружили убедительные доказательства того, что передача сигналов Wnt является важным компонентом в поддержании стволовых клеток волосяных фолликулов (HFSC), что противоречит давним представлениям о поддержании и росте HFSC. Настраивая передачу сигналов Wnt, исследователи теперь могут более эффективно культивировать HFSC для выявления соединений, которые могут стимулировать рост волос, закладывая основу для будущих методов лечения возобновления роста волос.
Волосы играют важную роль в стабильности кожи, прикрепляя эпидермис к дерме, а также помогают регулировать температуру тела. Стволовые клетки волос также могут способствовать заживлению ран, и считается, что некоторые виды рака кожи возникают из-за стволовых клеток волос.
Выпадение волос является одним из наиболее распространенных кожных заболеваний: в Азии, согласно сообщениям, частота выпадения волос по типу структуры достигает 73 процентов, причем с возрастом распространенность увеличивается. Общие причины выпадения волос включают наследственные состояния, такие как облысение по мужскому типу, и такие заболевания, как очаговая алопеция, аутоиммунное заболевание, которое заставляет иммунную систему атаковать волосяные фолликулы, что приводит к выпадению волос по всему телу.
Исследования показали, что проблемы с волосами, такие как выпадение волос, опухоли и поседение волос, возникают, когда наши запасы HFSC исчерпываются. HFSC позволяют нам поддерживать количество имеющихся у нас волос. Они придают фолликулу способность к регенерации, позволяя ему проходить через три фазы покоя (телоген), роста (анаген) и разрушения (катаген) на протяжении всей нашей жизни. HFSC остаются бездействующими во время телогена в течение нескольких недель, прежде чем пролиферировать во время анагена. Как они сохраняют свою стволовость или способность к самообновлению и дифференциации, удерживая себя от размножения во время фазы телогена, все еще остается загадкой.
Теперь исследователи из IMB и Стэнфорда показали, что передача сигналов Wnt на самом деле имеет решающее значение для этого процесса. Это открытие опровергает предыдущее предположение, что передача сигналов Wnt оказывает незначительное влияние на поддержание HFSC и имеет решающее значение только для активации их пролиферации для роста волос.
В отличие от большинства других тканевых стволовых клеток, которые зависят от поддержки сигналов от стволовых клеток соседних ниш, исследователи обнаружили, что HFSC могут поддерживать свою стволовость и потенциал роста, производя свои собственные сигналы Wnt. Нарушение передачи сигналов Wnt привело к потере стволовыми HFSC, при этом волосяной фолликул остановился в фазе телогена, и рост не наблюдался. Этот механизм самоподдержания является относительно новым в области стволовых клеток, и исследователи также были первыми, кто продемонстрировал присутствие этого механизма ранее в другой части кожи, эпидермисе.
Исследователи также обнаружили, что передача сигналов BMP может действовать как контроль для передачи сигналов Wnt, что имеет решающее значение, поскольку другие группы показали, что неконтролируемая передача сигналов Wnt может побуждать HFSCs к ранней дифференцировке, а волосяной фолликул преждевременно вступать в анаген, вызывая проблемы с волосами. Сбалансированное взаимодействие между двумя сигнальными путями позволяет HFSC оставаться в спящем состоянии до тех пор, пока волосяной фолликул не войдет в анаген.
Главный исследователь IMB д-р Лим Синьхун, руководитель исследования и автор-корреспондент, заявил:, "Мы изучаем основы биологии кожи в надежде разработать методы лечения распространенных кожных проблем, таких как выпадение волос. Используя передовые методы, которые позволяют нам изучать поведение HFSC с высокой чувствительностью, мы впервые показали, что передача сигналов Wnt требуется для поддержания HFSC. Это подтверждает идею о том, что безопасное управление передачей сигналов Wnt может быть важной частью лечения выпадения волос."
Углубленное понимание механизмов, лежащих в основе цикла роста волос, проложит путь к разработке методов лечения возобновления роста волос, которые задействуют регенеративную силу HFSC. Большинство доступных методов лечения выпадения волос сосредоточены на предотвращении или уменьшении выпадения волос, при этом клинически доказано, что для стимуляции роста волос нет клинических доказательств. Соединения, особенно те, которые уже были признаны активаторами Wnt, теперь можно тестировать на культивируемых HFSC, чтобы увидеть, действительно ли они стимулируют рост волос. Научное сообщество также может более эффективно культивировать HFSC, настроив передачу сигналов Wnt до оптимальных уровней.
Профессор Биргит Лейн, исполнительный директор IMB, заявила:, "Регулирование волос – важный аспект здоровья нашей кожи, имеющий последствия для нашего общего физического здоровья. Это исследование дало ценную новую информацию о стволовых клетках волосяных фолликулов и лежащих в их основе механизмах контроля, а также прокладывает путь к разработке методов лечения для многих людей во всем мире, страдающих от выпадения волос."