مطالعه درک چگونگی عملکرد سلول های بنیادی ملانوسیت برای رنگ کردن مو را افزایش می دهد

یک مطالعه جدید نشان می دهد که سلول های بنیادی خاصی توانایی منحصر به فردی برای حرکت بین محفظه های رشد در فولیکول های مو دارند، اما با افزایش سن افراد گیر می کنند و بنابراین توانایی خود را برای بالغ شدن و حفظ رنگ مو از دست می دهند.

این کار جدید به رهبری محققان دانشکده پزشکی NYU Grossman بر روی سلول‌های پوست موش متمرکز شد و همچنین در انسان به نام سلول‌های بنیادی ملانوسیت یا McSCs یافت شد. رنگ مو به این وسیله کنترل می‌شود که آیا مخزن‌های غیرعملکردی اما در حال تکثیر مداوم McSCها در فولیکول‌های مو، سیگنال تبدیل شدن به سلول‌های بالغی را که رنگدانه‌های پروتئینی را مسئول رنگ می‌کنند، دریافت می‌کنند.

چاپ در مجله طبیعت آنلاین در 19 آوریل، مطالعه جدید نشان داد که McSCها به طور قابل توجهی پلاستیکی هستند. این بدان معنی است که در طول رشد طبیعی مو، چنین سلول هایی به طور مداوم در محور بلوغ به جلو و عقب حرکت می کنند و بین بخش های فولیکول مو در حال رشد حرکت می کنند. در داخل این محفظه‌ها است که McSCها در معرض سطوح مختلف سیگنال‌های پروتئینی مؤثر بر بلوغ قرار می‌گیرند.

به طور خاص، تیم تحقیقاتی دریافتند که McSCها بین ابتدایی‌ترین حالت سلول‌های بنیادی و مرحله بعدی بلوغ، یعنی حالت تقویت انتقال، و بسته به مکانشان تغییر می‌کنند.

محققان دریافتند که با افزایش سن، ریزش و سپس رشد مکرر مو، تعداد فزاینده ای از McSCs در محفظه سلول های بنیادی به نام برآمدگی فولیکول مو گیر می کنند. در آنجا باقی می مانند، به حالت تقویت کننده انتقال بالغ نمی شوند، و به محل اصلی خود در محفظه میکروب باز نمی گردند، جایی که پروتئین های WNT آنها را وادار به بازسازی به سلول های رنگدانه می کند.

مطالعه ما به درک اولیه ما از نحوه عملکرد سلول های بنیادی ملانوسیت برای رنگ کردن مو می افزاید. مکانیسم‌های جدید این احتمال را افزایش می‌دهد که موقعیت ثابت سلول‌های بنیادی ملانوسیت در انسان نیز وجود داشته باشد. اگر چنین است، یک مسیر بالقوه برای معکوس کردن یا جلوگیری از سفید شدن موی انسان با کمک به سلول های گیر کرده برای حرکت دوباره بین بخش های در حال رشد فولیکول مو ارائه می دهد.

Qi Sun، دکترا، محقق ارشد مطالعه، عضو فوق دکتری در NYU Langone Health

محققان می گویند که انعطاف پذیری McSC در سایر سلول های بنیادی خودبازسازنده، مانند سلول هایی که خود فولیکول مو را تشکیل می دهند، وجود ندارد، سلول هایی که با بلوغ تنها در یک جهت در یک جدول زمانی مشخص حرکت می کنند. به عنوان مثال، سلول های فولیکول مو تقویت کننده انتقال هرگز به حالت سلول های بنیادی اولیه خود باز نمی گردند. سان می‌گوید این تا حدی به توضیح اینکه چرا مو می‌تواند حتی زمانی که رنگدانه‌های آن از بین می‌رود می‌تواند به رشد خود ادامه دهد کمک می‌کند.

کار قبلی توسط همان تیم تحقیقاتی در NYU نشان داد که سیگنال‌دهی WNT برای تحریک McSCs برای بالغ شدن و تولید رنگدانه مورد نیاز است. آن مطالعه همچنین نشان داد که مک‌اسکول‌ها تریلیون‌ها بار کمتر در معرض سیگنال‌های WNT در برآمدگی فولیکول مو نسبت به محفظه جوانه مو، که مستقیماً در زیر برآمدگی قرار دارد، قرار داشتند.

در جدیدترین آزمایش‌ها روی موش‌هایی که موهایشان از نظر کندن و رشد مجدد اجباری پیر شده بود، تعداد فولیکول‌های موی دارای McSCs در برآمدگی فولیکول از 15 درصد قبل از کندن به تقریباً نصف پس از پیری اجباری افزایش یافت. این سلول ها قادر به بازسازی یا بلوغ به ملانوسیت های تولید کننده رنگدانه نیستند.

محققان دریافتند McSCهای گیر کرده، رفتار احیاکننده خود را متوقف کردند زیرا دیگر در معرض سیگنال های WNT زیادی قرار نگرفتند و از این رو توانایی تولید رنگدانه در فولیکول های موی جدید را داشتند که به رشد خود ادامه داد.

در مقابل، سایر McSCها که بین برآمدگی فولیکول و جوانه مو به جلو و عقب حرکت می کردند، توانایی خود را برای بازسازی به عنوان McSCs، بالغ شدن به ملانوسیت و تولید رنگدانه در کل دوره مطالعه دو ساله حفظ کردند.

مایومی ایتو، محقق ارشد این مطالعه، استاد دانشگاه رونالد او. زیست شناسی سلولی در NYU Langone Health.

ایتو که همچنین پروفسور دپارتمان زیست شناسی سلولی در دانشگاه NYU Langone است، می گوید: «این یافته ها نشان می دهد که تحرک سلول های بنیادی ملانوسیت و تمایز برگشت پذیر، کلید حفظ سلامت و رنگی مو هستند.

ایتو می‌گوید این تیم برنامه‌هایی برای بررسی روش‌هایی برای بازگرداندن تحرک McSCها یا انتقال فیزیکی آن‌ها به محفظه میکروب خود، جایی که می‌توانند رنگدانه تولید کنند، دارند.

برای این مطالعه، محققان از تکنیک‌های جدید تصویربرداری سه بعدی درون حیاتی و scRNA-seq برای ردیابی سلول‌ها در زمان پیری و حرکت در هر فولیکول مو استفاده کردند.

کمک های مالی برای این مطالعه توسط مؤسسه ملی بهداشت P30CA016087، S10OD021747، R01AR059768، R01AR074995، و U54CA263001 تامین شد. و وزارت دفاع W81XWH2110435 و W81XWH2110510 را اعطا می کند.

علاوه بر سان و ایتو، سایر محققان دانشگاه نیویورک لانگون که در این مطالعه مشارکت داشتند، وندی لی، های هو، تاتسویا اوگاوا، سوفی دی لئون، یوانا کاتهیس، چاه هو لیم، ماکوتو تاکئو، مایکل کامر و دنیس گی هستند. دیگر محققین مشترک این مطالعه M. Mark Taketo از دانشگاه کیوتو در ژاپن و سارا میلار از دانشکده پزشکی Icahn در کوه سینا در شهر نیویورک هستند.