Создан 4D-атлас формирования волосяных фолликулов

Как и другие ткани нашего организма, волосяные фолликулы развиваются из взрослых стволовых клеток. Этот процесс изучен мало — у учёных недостаточно маркеров, которые помогали бы отслеживать происхождение и становление каждой отдельной клетки.

В RIKEN попытались восполнить эту нехватку. Команда учёных создала таймлапс-видео роста волосяных фолликулов в лабораторно выращенных образцах кожи, которые были взяты у эмбрионов мышей. Проигрывание записей в обратном порядке позволило «отмотать» процесс развития фолликулов к точке его генезиса.

Также учёные провели количественный анализ экспрессии генов отдельных клеток на разных этапах развития волосяных фолликулов. Так был получен доступ к генетической истории клеток.

Оказалось, что стволовые клетки, формирующие фолликулы, берут своё начало во внешних кольцах плакодов — анатомических эпидермальных структур в голове эмбриона. Пролиферация стволовых клеток трансформирует концентрические двумерные кольца плакода в серии цилиндрических полостей. Организация последних структурно напоминает раздвижной телескоп. Именно поэтому новую модель возникновения волосяных фолликулов сотрудники RIKEN назвали «телескопической моделью».

Подобный феномен характерен и для формирования других органов. Например, ножек, антенн и других продолговатых цилиндрических органов у насекомых. Это значит, что «телескопическая модель» может быть эволюционно подготовленным механизмом, который более распространëн среди живых существ, чем считалось раньше. При этом пока неясно, насколько часто другие органы (кроме волосяных фолликулов) развиваются таким образом у млекопитающих.

«Наша работа предоставляет своего рода "дорожную карту" возникновения и формирования волосяных фолликулов с подробными описаниями клеточной динамики и изменений экспрессии генов в клеточных линиях. Сравнение наших моделей с данными о заболеваниях, приводящих к выпадению волос, поможет понять, где именно нужно искать начало недуга», — отметили учёные RIKEN Хиронобу Фудзивара и Рицуко Морита.