В этой статье я хочу познакомить вас с исследованием, опубликованным в марте 2020 года в журнале «Journal of biomedical science».
Волосяной фолликул - один из немногих органов, подвергающихся циклической инволюции и регенерации на протяжении жизни.
Во время своего цикла он проходит фазы анагена (рост), катагена (инволюция) и телогена (покоя), а затем снова наступает анаген.
Структура волосяного фолликула, его цикл и стволовые клетки
За последние 3 десятилетия был достигнут существенный прогресс в понимании того, как регулируется рост волосяного фолликула, особенно благодаря открытию стволовых клеток.
Интересно, что есть две популяции стволовых клеток: с медленным циклом в эпителиальной выпуклости и клеток с более быстрой динамикой активации во вторичном волосяном зародыше телогенных фолликулов.
Регенерация волосяного фолликула от телогена к анагену обеспечивается скоординированной активацией этих двух популяций клеток: сначала активируются «быстрые» во вторичном ростке, а затем «медленные» в эпителиальной выпуклости.
Волосяной фолликул сам по себе не требует существования окружающих его «нишевых» клеток, однако интеграция множества окружающих клеток наделяет его новыми функциями, а именно способностью реагировать на изменения локальной, общей и даже внешней среды, чтобы дать старт регенеративной схеме или оставаться в покое.
Что же составляет микросреду, регулирующую активность стволовых клеток и рост волос?
В связи с постоянным прогрессом в исследованиях сюда включаются всё большее количество клеток, в том числе клетки дермального сосочка, жировая ткань, лимфатические сосуды, нервы и иммунные клетки, раскрывая сложность и изощренность взаимодействия этой структуры с окружающей средой.
Поскольку в нише стволовых клеток могут присутствовать как активирующие, так и ингибирующие сигналы, то вероятность активации процесса регенерации - это считывание их суммы.
Факторы, которые способны изменять баланс передачи сигналов, могут модулировать активность стволовых клеток, тем самым подавляя или способствуя вступлению в фазу анагена.
В дополнение к клеткам, которые мы обсуждали выше, существуют и «нишевые» клетки с функциями, позволяющими ощущать локальные, общие и даже внешние изменения окружающей среды, чтобы регулировать свою активность в соответствии с изменяющимися под этими факторами потребностями.
Поскольку они могут быть включены по отдельности или в комбинации, есть основания полагать, что эти «ячейки» могут быть модульными, а модули, в свою очередь, могут быть кооптированы для создания ниши.
В качества аналога можно привести конструкцию космического корабля, где комбинация различных модулей увеличивает итоговую функциональность всего корабля. Например, модуль ретрансляции сообщений обеспечивает связь между кораблём и космическим центром. Посадочный модуль наделяет его важной функцией по высадке персонала на поверхность.
С этой точки зрения можно разделить «нишевые» клетки зоны стволовых клеток на 3 функциональные модульные категории: сигнализация, сенсорика и ретрансляция сообщений.
- Сигнальные клетки напрямую обеспечивают передачу активирующих или ингибирующих сигналов через секрецию лиганда или межклеточный контакт.
- Сенсорные клетки обнаруживают изменения локальных сигналов окружающей среды, а затем прямо или косвенно инструктируют стволовые клетки фолликула оставаться в покое или активироваться.
- Ячейки ретрансляции сообщений способны передавать удаленные сигналы, а затем прямо или косвенно модулировать активность стволовых клеток.
Ученые предполагают, что совместное использование различных функциональных модулей в нише стволовых клеток позволяет животным адаптировать свою регенеративную активность к изменяющейся среде и физиологическим потребностям, тем самым улучшая приспособленность организма в процессе эволюции.
