PNAS: 调节毛囊干细胞活动的“秃头”基因
2016/03/06
发表在最近的PNAS的研究中,研究者确定干细胞的基因是由细胞信号激活的。并发现FOXC1基因缺失时,从干细胞长出来毛发的时间间隔明显更短。


成人的干细胞为身体损坏或者使用完的组织提供补充。肠道和皮肤这些器官需要不断的更新,它们的干细胞分裂频繁。但在身体其它结构,包括毛囊,它们被保持在一个静态的状态。直到它们到再生的时候,收到周围的信号才复制。

干细胞给人直观的感觉是一种宝贵的资源,要慎用。它们的平静是被调节的,科学家对其了解有限,尤其是更确切的生物学功能还不确定。最近发布在PNAS的研究提出了一个新的见解:毛囊的细胞生物学信号让其在静止和再生活性状态之间振荡。

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调节毛囊干细胞的基因

这篇文章的研究者之前的早期研究中,实验表明当小鼠衰老时,它们皮肤老化的脂肪会产生高水平的分泌信号BMP。这个信号是对毛囊干细胞的分子制动器,使它们在平静中度过更长的时间。

发表在最近的PNAS的研究中,研究者确定干细胞的基因是由细胞信号激活的。并发现FOXC1基因缺失时,从干细胞长出来毛发的时间间隔明显更短。研究人员说:“我们起初以为这个对于头发生长的关键因素可能就是青春之源。但是小鼠的毛发出奇地细并且是灰色的。”

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更多的生长和更少的凸起

通常干细胞会随着新毛发的生长产生一个新的凸起,同时确保旧的凸起和旧的毛发仍然呆在毛囊里。只有新的凸起能产生新毛发,旧的凸起保持丰厚的毛发。在小鼠中毛囊可以积累四个这样的凸起。


当这篇文章的研究者构建了FOXC1基因敲除小鼠。它们观察到动物的毛囊干细胞花了更少的时间呆在静止状态,更多的时间来生长毛发。在过去的9个月里,当正常的小鼠已经长出4根新的毛发,FOXC1基因敲除小鼠花了7倍的时间。研究人员还发现在FOXC1基因缺失的状况下,毛囊尽管花七倍时间生长毛发,但只长出一根。这是因为这些毛囊不能保留它们的旧凸起,尽管它们产生新凸起没问题。随着干细胞开始增殖,它们变得越来越不能够粘在一起。因此,当新生长的头发推过去的时候,旧的凸起没有能够在毛囊里拴住毛发。当凸起发出休眠信号时,其损失化的剩余干细胞会更快。

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变灰和“秃头”

年长的基因敲除小鼠有着稀疏的灰色毛皮,它们不能像它们年龄匹配的或是年轻的同类一样速度地再生毛发。类似的现象已经被描述在小鼠的造血干细胞中,这些干细胞在年轻动物身上更活跃,但到动物老化时似乎变得疲惫。研究人员解释:毛囊干细胞在共同居住的凸起影响黑素细胞的干细胞行为。当毛囊干细胞的数量随着年龄增长而下降,黑素细胞干细胞的数量也随着下降,导致了过早花白的毛发。对于随着年龄增长自然发生的脱发的机理还没能有什么了解,但这些“秃头”的基因敲除小鼠可以提供一个很好的研究模型。

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