Появление седых волос не должно расстраивать. Наоборот, стоит этому радоваться, а волноваться, только если цвет шевелюры с возрастом не меняется. Именно на такие мысли наводят результаты научной работы японских учёных.
Клетки организма постоянно подвергаются воздействию множества факторов окружающей среды, повреждающих ДНК (учёные называют это «генотоксическим ударом»). Особенно уязвимы кожные клетки, поскольку именно они защищают внутренние органы от внешнего мира.
Повреждения ДНК способствуют старению клеток и развитию раковых заболеваний, хотя конкретные механизмы повреждения генетического материала, сигнализация и ведущие к проявлению признаков возраста клеточные процессы остаются недостаточно изученными.
Недавняя работа японских учёных была сфокусирована на меланоме — разновидности рака, развивающейся преимущественно в коже и зарождающейся в меланоцитах, специализированных клетках, вырабатывающих определяющий цвет кожи и волос пигмент меланин.
Меланоциты (McSC) происходят непосредственно из стволовых клеток, расположенных внутри волосяных фолликулов млекопитающих, где они поддерживают пигментацию кожи и волос путем регулярного обновления.
Используя лабораторных мышей, исследователи проанализировали экспрессию генов ткани, чтобы выявить судьбу стволовых клеток меланоцитов при различных типах повреждения ДНК.
При повреждении, называемом двухцепочечным разрывом, — в этом случае разрываются обе нити двойной спирали ДНК — ученые зафиксировали специфический отклик: стволовые клетки меланоцитов необратимо разделялись и исчезали, вызывая поседение мышиной шерсти.
Этот процесс называется «сенесцентной дифференцировкой» и зависит от активации сигнального механизма p53-p21, регулирующего цикл деления клеток.
Однако некоторые канцерогены вызвали совершенно иной отклик. Учёные облучили кожу мышей ультрафиолетом типа B (UVB) и обработали 7,12-диметилбензантраценом (DMBA), мощным канцерогеном, часто используемым для инициации опухоли в лабораторной практике.
Под воздействием этих двух факторов стволовые клетки меланоцитов обходили этап дифференцировки, наблюдаемый после двойных разрывов цепочек ДНК, даже несмотря на повреждение ДНК. То есть, волосы не седели.
Анонсы статей смотрите в МАХ, Telegram или ОК
Устойчивость к внешним воздействием — это безусловный плюс, но организм человека «знает», когда лучше отступить. В случае меланоцитов выход их из строя в ответ на повреждение ДНК означает утрату волосами цвета, но одновременно это значительно снижает риск развития рака кожи.
Когда кожа мышей подвергалась воздействию ультрафиолета типа B или диметилбензантрацена, стволовые клетки меланоцитов сохраняли способность к самообновлению и продолжали воспроизводить сами себя, сообщают авторы исследования. Этот эффект поддерживается цитокином, называемым «фактором стволовых клеток» (SCF), который участвует в направлении меланоцитов в нужное место в коже.
Выделяемый в локальной микросреде стволовых клеток, SCF подавляет сенесцентную дифференцировку, что вместо противостояния повреждениям ДНК увеличивает риск развития опухоли, поощряя функционирование поврежденных стволовых клеток маланоцитов.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Cell Biology.
«Мы показали, что одна и та же популяция стволовых клеток может идти противоположными путям — истощение или расширение — в зависимости от типа стресса и окружающих сигналов», — пояснил ведущий автор исследования Эми Нисимура (Emi Nishimura), биолог Токийского университета. «Это позволяет рассматривать поседение волос и развитие меланомы не как разные события, а как разные исходы стрессовой реакции стволовых клеток».
Иными словами, наличие седины свидетельствует о том, что организм совершенно естественно защищает себя от онкологических заболеваний, по крайней мере, кожных.
Однако это не означает, что появление седых волос само по себе является защитой от риска развития рака, подчеркивают исследователи. Седина возникает вследствие сенесцентной дифференцировки — результата работы защитного механизма, помогающего организму реагировать на генотоксический стресс путем устранения потенциально опасных клеток.
Когда этот процесс не происходит, то продолжающееся деление поврежденных стволовых клеток меланоцитов способствует развитию меланомы.
Интересно: То, как вы готовите кофе, влияет на ваш холестерин
Для дальнейшего изучения механизмов и выявления аналогичных явлений у человека потребуются исследования, однако данное открытие уже представляет собой значительное продвижение в понимании вопроса.
Идентификация молекулярных путей, управляющих судьбой стволовых клеток меланоцитов, позволила создать модель, объясняющую ключевые детали связи между старением тканей и развитием рака, считают учёные.
Автор: Russel Mc’Lendon
Перевод: Виктор Трибунский
Источник