Два белка позволяют клеткам кожи регенерировать

Стволовые клетки кожи активно генерируют дифференцирующиеся клетки, которые в итоге формируют либо поверхность тела, либо волосы. Кроме того, эти стволовые клетки способны к самообновлению, постоянно омолаживая кожу и волосы. Исследователи из Университета Рокфеллера идентифицировали два белка, которые позволяют этим кожным стволовым клеткам осуществлять этот непрерывный процесс самообновления.

Работа, опубликованная в Nature Genetics, раскрывает новые детали в понимании того, как стволовые клетки поддерживают — и теряют — свой статус и способны специализироваться в различные типы клеток. Она также детально исследует повсеместный молекулярный путь, чьи "шестерёнки" и "рычаги" играют важную роль в активации деления стволовых клеток и их превращения в клетки, формирующие ткани.

Исследователи работали с мышами, у которых отсутствовали белки TCF3 и TCF4, находящиеся в ядре кожных стволовых клеток и связывающиеся с ДНК, чтобы выключать гены, которые в противном случае заставили бы стволовые клетки дифференцироваться. Они обнаружили, что без TCF3 и TCF4 все слои кожи мышей развиваются правильно, но не могут поддерживаться.

"Эпидермальные стволовые клетки теряют способность к самообновлению и замене отмерших клеток кожи. Мы показываем, что эпидермис не может поддерживаться в долгосрочной перспективе без этих двух белков", — говорит Хоанг Нгуен, первый автор исследования.

Белки семейства TCF (всего их четыре) обнаруживаются во многих стволовых клетках организма. Их способность включать гены зависит от сигналов, которые они получают из молекулярного окружения и которые приводят к стабилизации молекулы-партнёра β-катенина.

Теперь исследователи выяснили, что TCF3 и TCF4 также могут работать в кожных стволовых клетках, выключая гены, когда ядерный β-катенин отсутствует.

"В волосяных фолликулах TCF3 и TCF4 необходимы для поддержания стволовых клеток в их статусе, когда β-катенина нет, но когда β-катенин присутствует, активируется рост волос. В эпидермисе кожи TCF3 и TCF4, по-видимому, поддерживают эпидермальные стволовые клетки самостоятельно, без β-катенина", — объясняет ведущий исследователь Элейн Фукс.

Это означает, что существует ранее не изученное "ответвление" этого сигнального пути. Хотя открытие ново для стволовых клеток млекопитающих, у него есть параллели у других организмов, включая червей.

Параллели между червями и кожей млекопитающих открывают новые направления исследований в области регенеративной терапии, которые могут пролить свет на то, как запускать рост кожи для жертв ожогов или рост волос для страдающих от их потери.

"Кожные стволовые клетки обладают большим потенциалом для регенеративной медицины. И чем больше мы знаем о том, что делает стволовую клетку стволовой, и о различном коктейле молекул, которые придают этим клеткам их свойства, тем более искушёнными мы можем быть в понимании их базовой биологии и использовании их на благо общества", — говорит Фукс.