Открыт новый механизм роста волос

Американские учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California — San Francisco, UCSF) обнаружили, что регуляторные Т-лимфоциты (Tregs), которые контролируют процесс воспаления, непосредственно влияют на стволовые клетки (СК) кожи, способствуя росту волос. Результаты работы, опубликованной 1 июня 2017 года в Cell, продемонстрировали, что при отсутствии иммунных клеток СК не способны регенерировать волосяные фолликулы, что приводит к облысению.

«Наши волосяные фолликулы постоянно обновляются: когда волосы выпадают, волосяная луковица вырастает снова. Считается, что этот процесс полностью зависит от стволовых клеток, однако оказалось, что необходимо участие Tregs. При отключении данного типа иммунных клеток, волосы просто не растут», — говорит Майкл Розенблюм (Michael Rosenblum), доктор медицинских наук, доцент дерматологии в UCSF, иммунолог и один из ведущих авторов статьи.

Исследование учёных из UCSF указывает на то, что дефекты в Tregs могут быть причиной алопеции — общего аутоиммунного расстройства, вызывающего потерю волос, а также играть роль в других формах облысения. Поскольку данные стволовые клетки отвечают также за восстановление кожи после травмы, авторы полагают, что Tregs также может играть ключевую роль в заживлении ран.

Обычно клетки Tregs информируют иммунную систему о чужеродных агентах в организме. Нарушение данной функции может стать причиной развития аутоиммунных нарушений или аллергии даже на безвредные вещества, такие как, например, арахис или перхоть животных.

Как и другие клетки иммунной системы, большинство Tregs расположены в лимфатических узлах. Однако в небольшом количестве они также располагаются и в других тканях, где, по-видимому, участвуют в метаболизме и выполняют свою основную противовоспалительную функцию.

Так, например, в своих предыдущих исследованиях команда доктора Розенблюма показала, что Tregs в коже новорожденных мышат помогает установить иммунологическую толерантность к благотворным бактериям кожи и синтезируют молекулы, которые в дальнейшем помогают заживлению ран у взрослых животных.

Розенблюм решил лучше изучить роль этих резидентных иммунных клеток в здоровье кожи. Для этого он вместе со своей командой разработал методику временного удаления Tregs из кожи. Однако, когда учёные выбрили участки кожи у подопытных мышей для проведения наблюдений, они сделали неожиданное открытие.

«Мы сразу заметили, что на выбритых участках шерсть никогда не отрастала вновь. Мы подумали, что это достаточно интересно», — говорит Розенблюм. Исследователи решили пристальнее изучить данное явление.

В новом исследовании, которое возглавил постдокторант UCSF Нива Али (Niwa Ali), учёные доказали, что Tregs играют роль триггеров в регенерации волосяных фолликулов.

Эксперименты показали, что Tregs тесно связаны со стволовыми клетками, которые находятся в волосяных фолликулах и отвечают за их регенерацию. Количество активных Tregs обычно увеличивается в три раза, когда фолликул переходит в фазу роста в цикле покой/регенерация. Кроме того, удаление Tregs из кожи блокирует рост волос только в том случае, если оно было произведено в течение первых трёх дней после бритья, когда обычно восстанавливается регенерация фолликула. Изъятие Tregs на более поздних сроках, после того, как регенерация уже началась, не влияет на восстановление волос.

Учёные также обнаружили, что роль Tregs в инициировании роста волос не связана с их основной функцией — подавлением воспаления в тканях. Исследование показало, что Tregs активирует стволовые клетки непосредственно через общую систему межклеточной коммуникации, известную как сигнальный путь Notch.

Команда продемонстрировала, что по сравнению с другими участками тела, Tregs в коже экспрессируют необычно высокий уровень сигнального белка пути Notch, известного как Jagged 1 (Jag1). Затем учёные показали, что удаление Tregs из кожи значительно снижает активность Notch-пути в стволовых клетках фолликула. Замена же регуляторных Т-лимфоцитов микроскопическими бидсами (шариками), покрытыми белком Jag1, восстанавливает активность передачи сигнала Notch-пути в СК и успешно активирует регенерацию фолликула.

«Tregs не только защищают стволовые клетки от воспаления, но также участвуют в их восстановительной функции. Стволовые клетки полностью полагаются на Tregs для определения момента начала регенерации», — говорит Розенблюм.

Учёные полагают, что результаты исследования могут использоваться для изучения очаговой алопеции — аутоиммунного заболевания, которое препятствует регенерации волосяных фолликулов и приводит к выпадению волос на голове (проплешинам), лице и других участках тела.

Алопеция – одно из наиболее распространённых аутоиммунных заболеваний. Она так же распространена, как ревматоидный артрит и более распространена, чем диабет 1-го типа. Однако на сегодняшний день её причины до конца не известны.

После того, как его команда впервые заметила облысение у мышей с дефицитом регуляторных Т-лимфоцитов, Розенблюм выяснил, что более ранние исследования показали, что гены, связанные с алопецией почти все связаны с Tregs. Также было показано, что лечение, стимулирующее регуляторные Т-лимфоциты, является эффективным средством для лечения облысения. Розенблюм полагает, что лучшее понимание важной роли Tregs в росте волос может помочь в улучшении лечения выпадения волос в большинстве случаев.

Дальнейшие исследования учёных будут направлены на изучение роли регуляторных Т-лимфоцитов в заживлении ран, поскольку те же стволовые клетки фолликулов участвуют в регенерации кожи после травмы.

«Мы считали, что иммунные клетки в тканях борются с инфекцией, а стволовые клетки осуществляют регенерацию тканей после их повреждения. Однако мы обнаружили, что стволовые и иммунные клетки должны работать сообща для осуществления регенерации», — говорит Розенблюм.