به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان،  سلول‌های بنیادی توانایی منحصر به فردی برای حفظ رشد در فولیکول‌های مو دارند، اما با افزایش سن افراد این سلول‌ها در محفظه‌ای گیر افتاده و بنابراین توانایی خود را برای بالغ شدن و حفظ رنگ مو از دست می‌دهند. این کار جدید که به رهبری محققان دانشکده پزشکی NYU Grossman بر روی سلول‌های پوست موش و همچنین در انسان به نام سلول‌های بنیادی ملانوسیت یا McSCs متمرکز شدند. 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. این مطالعه جدید که در ژورنال Nature آنلاین در 19 آوریل منتشر شد، نشان داد که McSCها به طور قابل توجهی دارای انعطاف هستند. این بدان معنی است که در طول رشد طبیعی مو، چنین سلول‌هایی به طور مداوم در محور بلوغ به جلو و عقب حرکت می کنند و بین بخش‌های فولیکول مو در حال رشد حرکت می‌کنند. نکته مهمتر این است که در داخل این محفظه‌ها McSCها در معرض سطوح مختلف سیگنال‌های پروتئینی مؤثر بر بلوغ قرار می‌گیرند. حرکت بعدی این تیم بررسی روشی برای بازگرداندن حرکت سلول‌های بنیادی ملانوسیت یا انتقال فیزیکی آنها به محفظه میکروب‌شان به منظور بازیابی طبیعی رنگ مو است.

ملانین و سلول‌های بنیادی ملانوسیت (McSC)

ملانین‌ها، رنگدانه‌های اصلی پوست و مو در پستانداران، در اندامک‌های ملانوسیت‌های متصل به غشاء به نام ملانوزوم سنتز می‌شوند. ساختار و عملکرد ملانوزوم توسط گروهی از پروتئین‌های گذرنده ساکن تعیین می‌شود که بسیاری از آنها فقط در سلول‌های رنگدانه بیان می‌شوند و به طور خاص در ملانوزوم‌ها موضعی می‌شوند. نقص در ژن‌هایی که پروتئین‌های خاص ملانوزوم یا اجزای دستگاه مورد نیاز برای انتقال آن‌ها به داخل و خارج ملانوزوم‌ها را کد می‌کنند، زمینه ساز اشکال مختلف کم‌پیگمانتاسیون مو، پوست، و چشم‌ها و با اختلال بینایی مشخص می‌شود.

اهمیت سلول‌های بنیادی ملانوسیت (McSC)

به دلایل ناشناخته، سیستم سلول‌های بنیادی ملانوسیت (McSC) زودتر از سایر جمعیت‌های سلول بنیادی بالغ از کار می‌افتد، بنابراین همین امر منجر به سفید شدن مو در بیشتر انسان‌ها و موش‌ها می‌شود. محققان بیان می‌کنند که McSCها در یک حالت تمایز نیافته در طاقچه فولیکول مو نگهداری می‌شوند و از نظر فیزیکی از نتاج تمایز یافته ای که به دنبال نشانه‌های محرک‌های احیا کننده مهاجرت می‌کنند، جدا شده اند. این فرایند با مکانیزمی که اساساً از سایر سیستم‌های خود تجدید شونده متمایز است کنترل می‌شود.

یافته‌های کلیدی این مطالعه

به طور خاص، این تیم تحقیقاتی دریافتند که McSCها بین ابتدایی‌ترین حالت سلول‌های بنیادی و مرحله بعدی بسته به مکانشان به حالت بلوغ، یعنی حالت تقویت شده دارای توانایی انتقال، تغییر می‌کنند. محققان دریافتند که با افزایش سن، ریزش و سپس رشد مکرر مو، تعداد فزاینده ای از McSCs در محفظه سلول‌های بنیادی به نام برآمدگی فولیکول مو گیر کرده و در آنجا باقی می‌مانند، بنابراین به  مرحله بلوغ دارای توانایی انتقال بالغ نمی‌رسند و درنهایت نیز به محل اصلی خود در محفظه میکروب باز نمی‌گردند(جایی که پروتئین‌های WNT آنها را وادار به بازسازی به سلول‌های رنگدانه می‌کند). دکتر Qi Sun، محقق ارشد این مطالعه، عضو فوق دکتری در NYU Langone Health گفت: «مطالعه ما به درک اولیه ما از نحوه عملکرد سلول‌های بنیادی ملانوسیت برای رنگ کردن مو می‌افزاید.

چرا زمانی که رنگدانه‌های مو از بین می‌رود مو به رشد خود ادامه می‌دهد؟

مکانیسم‌های جدید این احتمال را افزایش می‌دهد که سلول‌های بنیادی ملانوسیت در انسان دارای موقعیت ثابتی بوده اند. بنابراین اگر چنین موضوعی درست باشد، این مطالعه یک مسیر بالقوه برای معکوس کردن یا جلوگیری از سفید شدن موی انسان با کمک به سلول‌های گیر کرده برای حرکت دوباره بین محفظه‌های در حال رشد فولیکول مو ارائه می‌دهد. محققان می‌گویند که انعطاف پذیری McSC در سایر سلول‌های بنیادی خودبازسازنده، مانند سلول‌هایی که خود فولیکول مو را تشکیل می‌دهند، وجود ندارد(سلول‌هایی که با بلوغ تنها در یک جهت و در یک جدول زمانی مشخص حرکت می‌کنند). به عنوان مثال، سلول‌های فولیکول مو تقویت کننده انتقال هرگز به حالت سلول‌های بنیادی اولیه خود باز نمی‌گردند. سان می‌گوید این تا حدی به توضیح اینکه چرا مو قادر است حتی زمانی که رنگدانه‌های آن از بین می‌رود به رشد خود ادامه دهد کمک می‌کند.

اهمیت مسیر پیام رسانی WNT

β-کاتنین، یک مولکول مبدل کلیدی سیگنال‌دهی Wnt، است که برای رشد و بازسازی فولیکول‌های مو بزرگسالان مورد نیاز است. با این حال، منبع سلولی لیگاندهای Wnt مورد نیاز برای فعال سازی Wnt/β-catenin در طول القای آناژن ناشناخته است. 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 سلول‌هایی هم هستند که چندین 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 آخرین آزمایش‌ها بر روی موش‌هایی که موهایشان از نظر فیزیکی با کندن و رشد مجدد اجباری پیر شده بود، تعداد فولیکول‌های موی دارای McSCs که در برآمدگی فولیکول قرار داشتند از 15 درصد قبل از کندن به تقریباً نصف پس از پیری اجباری افزایش یافت. بنابراین این سلول‌ها قادر به بازسازی یا بلوغ به ملانوسیت های تولید کننده رنگدانه نیستند. محققان دریافتند McSCهای گیر کرده، رفتار احیا کننده خود را متوقف کردند زیرا دیگر در معرض سیگنال‌های فراوان WNT نبودند و از این رو توانایی تولید رنگدانه در فولیکول‌های موی جدیدی را داشتند و همچنان به رشد خود نیز ادامه می‌دادند. در مقابل، سایر McSCها که به حرکت رفت و برگشت بین برآمدگی فولیکول و جوانه مو ادامه دادند، توانایی خود را برای بازسازی به عنوان McSCs، بالغ شدن به ملانوسیت و تولید رنگدانه در کل دوره مطالعه دو ساله حفظ کردند.

McSCها متحرک هستند

نتایج تصویربرداری زنده و توالی‌یابی RNA تک سلولی نشان داد که McSCها متحرک هستند و بین سلول‌های بنیادی فولیکول مو و محفظه‌های تقویت‌کننده انتقال جابه‌جا می‌شوند، جایی که به‌طور برگشت‌پذیر وارد حالت‌های تمایز متمایز می‌شوند که توسط نشانه‌های ریزمحیطی محلی (مثلاً WNT) کنترل می‌شوند. ردیابی بلندمدت سرنوشت نتاج حاصل از این سلول‌ها نشان داد که سیستم McSC توسط McSCهای معکوس شده حفظ می‌شود نه توسط سلول‌های بنیادی رزرو شده که ذاتا از تغییرات برگشت پذیر معاف هستند. از طرفی در طول پیری، انباشته شدن McSCهای رشته ای وجود دارد که به بازسازی نتاج ملانوسیت کمک نمی‌کنند. بنابراین این نتایج مدل جدیدی را شناسایی می‌کند که به موجب آن تمایززدایی برای نگهداری سلول‌های بنیادی هموستاتیک یکپارچه است و نشان می‌دهد که تعدیل تحرک McSC ممکن است یک رویکرد جدید برای جلوگیری از سفید شدن مو باشد.

Mayumi Ito ، محقق ارشد این مطالعه و پروفسور دپارتمان زیست شناسی سلولی در NYU Langone Health، گفت: «این یافته‌ها نشان می‌دهد که تحرک سلول‌های بنیادی ملانوسیت و تمایز برگشت‌پذیر، کلید حفظ سلامت و رنگ‌آمیزی مو هستند. Ito می‌گوید این تیم برنامه‌هایی برای بررسی روش‌هایی برای بازگرداندن تحرک McSCها یا انتقال فیزیکی آنها به محفظه میکروب‌شان، جایی که می‌توانند رنگدانه تولید کنند، دارند. برای این مطالعه، محققان از تکنیک‌های اخیر تصویربرداری 3 بعدی درون حیاتی و scRNA-seq برای ردیابی سلول‌ها در زمان پیری و حرکت در هر فولیکول مو استفاده کردند.

پایان مطلب/.