Биологи создали нелысеющих мышей

Волосяной покров у трансгенных мышей, у которых усилена экспрессия гена, кодирующего коллаген 17 типа, (слева) и обычных мышей (справа).

Иллюстрация: Hiroyuki Matsumura et all, Science, 2016

Японские ученые обнаружили, что потеря волос связана со снижением выработки коллагена в эпидермальных стволовых клетках. Искусственное увеличение выработки коллагена позволило вывести линию мышей, у которых возрастная потеря волос была в несколько раз меньше, чем у обычных грызунов. Результаты работы были опубликованы в журнале Science.

По гипотезе ученых, за старение корней волос отвечают эпидермальные стволовые клетки. Исследователи решили исследовать активность генов, которые могли быть задействованы в процессе старения фолликул, чтобы точно определить механизмы, задействованные в выпадении волос.  

В качестве показателя возрастных изменений волосяного покрова авторы статьи использовали степень истончения фолликул. С помощью методов иммуногистохимии ученые определили активность генов, вовлеченных в поддержание состояния плюрипотентности стволовых клеток фолликула, включая те, что кодируют коллаген 17 типа. 

Оказалось, что по мере старения в эпидермальных стволовых клетках происходило снижение активности генов, отвечающих за плюрипотентность. При этом снижение происходило еще до того, как становились заметными возрастные изменения в корнях волос. Интересно, что старение было связано не с гибелью клеток фолликула, а именно с потерей стволовых клеток, которые дифференцировались и уже переставали быть стволовыми. Данные иммунофлуоресцентного анализа показали, что старые стволовые клетки постепенно перемещались к поверхности кожи, проходя эпидермальную терминальную дифференцировку и теряя свою плюрипотентность.

На причины таких изменений указывало то, что старые клетки отличались большей активностью генов, участвующих в защите от стресса, тогда как молодые — активностью генов, отвечающих за репарацию (восстановление) ДНК. В результате снижения работы репаративных генов у стволовых клеток начинают накапливаться мутации. Однако ключевое открытие заключалось в том, что для старых клеток было характерна меньшая активность генов, кодирующих коллаген 17 типа.

Чтобы доказать, что именно этот коллаген является основным фактором старения фолликул, ученые получили трансгенных мышей с увеличенной активностью генов, кодирующих данный белок. Животные демонстрировали явное замедление старения фолликул и снижение темпов выпадения волос. 

Волосяные фолликулы представляют собой мини-органы в тканях кожи, состоящие из различных клеток, которые образуют сальные и потовые железы, волосяные сосочки со стволовыми клетками и другие структуры. Волосяной фолликул находится в состоянии постоянного обновления в ходе непрерывных циклов, которые сменяют друг друга и обусловливают рост волос.

Александр Еникеев