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    赤裸裸的事實:改變的細胞分裂導致頭髮稀疏

  • 發布時間
    2022/03/28

赤裸裸的事實:改變的細胞分裂導致頭髮稀疏

日期:
2021 年 3 月 16 日

資源:
東京醫科齒科大學

概括:
研究人員已經確定了衰老過程中頭髮稀疏和脫落的新機制。通過研究年輕和老年小鼠毛囊幹細胞的細胞分裂,研究人員發現年輕小鼠適當地平衡典型的對稱和不對稱細胞分裂以再生毛囊。然而,在衰老過程中,會出現一種非典型的不對稱細胞分裂,導致脫髮。這項研究可以幫助開發調節器官衰老和衰老相關疾病的新方法。


頭髮是從毛囊中的幹細胞生長出來的。隨著年齡的增長,毛囊生長頭髮的能力會逐漸喪失,導致頭髮稀疏,最終導致脫髮。在一項新研究中,東京醫科齒科大學 (TMDU) 和東京大學的研究人員發現了一種新機制,毛囊通過這種機制失去再生能力。


毛囊是新頭髮不斷生長的微型器官。新毛髮生長的基礎是毛囊幹細胞 (HFSC) 的正常功能。HFSCs 經歷循環對稱和不對稱細胞分裂(SCDs 和 ACDs)。SCDs 產生兩個相同的細胞,它們繼續具有相同的命運,而 ACDs 產生一個分化細胞和一個自我更新的干細胞。這種組合確保了乾細胞群繼續存在,但這些如何導致由於衰老導致的 HFSC 功能喪失尚不完全清楚。


“為了獲得適當的組織功能,對稱和不對稱的細胞分裂必須保持平衡,”該研究的通訊作者 Emi Nishimura 說。“一旦幹細胞優先經歷其中一種,或者更糟糕的是,偏離任何一種細胞分裂的典型過程,器官就會受到影響。在這項研究中,我們想了解幹細胞分裂如何在衰老過程中影響頭髮的生長。”


為了實現他們的目標,研究人員通過使用兩種不同類型的測定法研究了年輕和老年小鼠 HFSC 中的干細胞分裂:細胞命運追踪和細胞分裂軸分析。在前者中,HFSCs 用熒光蛋白標記,以便隨著時間的推移對其進行跟踪,而在後者中,測量 HFSC 分裂的角度。引人注目的是,研究人員能夠證明,雖然年輕小鼠的 HFSC 經歷了典型的對稱和不對稱細胞分裂以再生毛囊,但在衰老過程中,它們採用了非典型衰老類型的不對稱細胞分裂。


但是為什麼細胞分裂的方式在衰老過程中會發生如此劇烈的變化呢?為了回答這個問題,研究人員專注於半橋粒,這是一類將細胞連接到細胞外基質(ECM;細胞周圍的蛋白質)的蛋白質。早就知道細胞-ECM 賦予細胞極性,即細胞可以通過特定蛋白質的作用感知它們在給定空間內的定位。研究人員發現,在衰老過程中,半橋粒和細胞極性蛋白都變得不穩定,導致在 HFSC 分裂過程中產生異常分化的細胞。結果,隨著時間的推移,HFSC 會變得筋疲力盡和丟失(導致頭髮稀疏和脫髮)。


“這些驚人的結果表明毛囊如何隨著時間的推移失去再生頭髮的能力,”該研究的第一作者 Hiroyuki Matsumura 說。“我們的研究結果可能有助於開發調節器官衰老和衰老相關疾病的新方法。”



故事來源:
資料由東京醫科齒科大學提供。注意:內容可能會根據樣式和長度進行編輯。

Journal Reference:
1. Hiroyuki Matsumura, Nan Liu, Daisuke Nanba, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Sotaro Kurata, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Adele De Arcangelis, Shigeo Ohno, Emi K. Nishimura. Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles.
2. The article, “Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles” was published in Nature Aging at DOI: 10.1038/s43587-021-00033-7