- Manuel Zocco1 meg
- Cédric Blanpain1,2
- 1Université Libre de Buxelles (ULB), Szár Sejtek, illetve a Rák Laboratóriumi, 1070 Brüsszel, Belgium;
- 2WELBIO, Université Libre de Bruxelles (ULB), 1070 Bruxelles, Belgium
- levelező szerző: cedric.blanpain{kukac}ulb.ac.lehet
Absztrakt
Melanociták jelen lévő szőrtüszők felelősek a pigmentáció., A melanocita differenciálódás és a haj pigmentációja az őssejt faktor (SCF)/c-Kit jelátviteli útvonaltól függ, de a melanocita differenciálódást szabályozó rést nem jellemzi jól. Ebben a kérdésben a gének & fejlesztés, Liao és munkatársai (PP.744-756) azonosítani Krox20+-származtatott sejtek a haj tengely, mint a rést, és az alapvető forrása SCF szükséges melanocita érés., Ez a tanulmány felvázolja a melanocita differenciálódást és a haj pigmentációját szabályozó niche-tényezőket, és új utakat nyit meg a szőrtüsző és a melanocyták közötti, a melanocyták fenntartását és differenciálódását szabályozó keresztbeszélés további jellemzésére.
Kulcsszavak
- őssejt tényező (SCF)
- haj pigmentálás
- hajszálat progenitor sejt
- szőrtüsző őssejt
- haj mátrix
- KROX20
a Melanociták vagy pigment-termelő sejtek, amelyek védik a bőr felhám az UV sebzést ad színt a szőrszálakat., Ehhez a melanociták melanint termelnek, egy kettős funkcióval rendelkező pigmentet: elnyeli az UV fényt, így védelmet nyújt az UV sugárzás által kiváltott DNS-károsodás ellen, és antioxidáns tisztítószerként működik a genotoxikus reaktív oxigénfajok (ros) ellen (Natarajan et al. 2014). Melanin termelődik különösen endoszomális eredetű organellák úgynevezett melanoszómák, hogy, ha érett, át a közeli epidermális keratinociták, indukáló bőr és a haj pigmentáció (Mort et al. 2015)., A haj pigmentációja a hajmátrixban élő melanociták hatásának köszönhető, amelyek melanoszómákat juttatnak a hajszál progenitor sejtjeibe, amelyek viszont véglegesen megkülönböztetik a nagyon keratinizált és pigmentált haj szerkezetét. A szőrtüszők (HFs) alternatív növekedési és degenerációs ciklusokat váltanak ki az állat egész életében (Blanpain and Fuchs 2009). Az egér epidermiszében a HFs express c-Kit differenciált melanocitái, az őssejt faktor (SCF) citokin tirozin kináz receptora (Mort et al. 2015)., A korábbi vizsgálatok a c-Kit kifejezése alapján két különböző melanocyta populációt azonosítottak: a hajmátrixban található c-Kit+ melanocitákat és a dudor környékén elhelyezkedő c-Kit− melanocitákat, a HF és melanocita őssejtek helyét (Nishimura et al. 2002; Blanpain and Fuchs 2009). A HF melanociták fenntartása a HF dudorban (Nishimura et al. 2002). A specifikus jelek aktiválják a melanocita őssejteket, hogy a hajmátrixba vándoroljanak, és melanint termelő sejtekké váljanak., A melanocita funkciókat szabályozó legjobban jellemzett jelátviteli utak közül az SCF / c-Kit jelátvitel aktiválja a melanocita prekurzor proliferációját, migrációját és a pigmenttermelő sejtekké történő differenciálódását (Botchkareva et al. 2001). A c-Kit inaktiváló mutációjával rendelkező egerek hajszínhibákat mutattak (Reith et al. 1990), valamint a c-Kit-et blokkoló monoklonális antitestek blokkolják a haj pigmentációját legalább egy hajciklusra (Nishikawa et al. 1991; Botchkareva et al. 2001; Yoshida et al. 2001; Nishimura et al., 2002), amely támogatja az SCF / c-Kit jelátviteli útvonal fontosságát a melanocita proliferáció, a differenciálódás és a hajszál pigmentáció szempontjából.
annak ellenére, hogy az SCF / c-Kit jelátviteli útvonal jól jellemzett funkciója a melanocita differenciálódás szabályozásában, az SCF celluláris forrása és a melanocita differenciálódásban és a haj pigmentációjában részt vevő rés továbbra is megfoghatatlan. Ebben a számban a gének & fejlesztés, Liao et al., (2017) jelentés a hajszál-utódok utódainak azonosításáról, amelyek a krox20 transzkripciós faktort a melanocita differenciálódáshoz szükséges Scf forrásaként fejezik ki, és a haj pigmentációjához szükséges rést képezik (ábra. 1).
- ebben az ablakban
- egy új ablakban
- letöltés PowerPoint Diaként
a szőrtüsző pigmentációjának rése., A melanocita érés során a melanocita prekurzorok a dudoros őssejt-résből a hajmátrix-rekeszbe vándorolnak. A mátrixban a hajtengely prekurzorok (zöld) résszel rendelkeznek a melanocita differenciálódás számára SCF (kék) előállításával. A melanocita prekurzorokat (sárga) az SCF aktiválja, és a hajmátrix felső rekeszében differenciálódik, amelyet az Auber vonal határol. A differenciált melanociták (Sárga, Piros vázlattal) melanoszómáikat a hajszál prekurzorainak pigmentjére (zölden) továbbítják., A melanin befogadása során a pigmentált hajszál-prekurzorok (barna) megkülönböztetik a pigmentált hajszál kialakulását. A hajszál-prekurzorok SCF termelésének károsodásával a kutatók kimutatták a melanocita differenciálódásának blokkolását a mátrixban, ami a hajszál pigmentációjának hiányát eredményezi.
Liao et al., (2017) felfedezte, hogy az Scf (Scf fl/GFP) feltételes kiesése a Krox20-ból származó sejtsorokban a krox20 promoter (Krox20CRE) ellenőrzése alatt álló, alkotmányosan kifejezett CRE rekombináz (crox20cre) alkalmazásával idő előtti postnatalis hajszaporodást okoz, amely ∼2 mo-tól kezdődik. Mivel a Krox20 a bőr különböző vonalaiban expresszálódik, beleértve a Schwann-sejteket és a HF keratinocitákat (Gambardella et al. 2000), a kutatók különböző CRE egereket használtak az Scf önálló törlésére ezekben a különböző vonalszakaszokban., Az Scf törlése a Schwann sejtekben vagy a melanocitákban nincs hatással a haj pigmentációjára, kizárva, hogy a haj pigmentációját elősegítő SCF forrása ezekből a sorokból származik. Azonban törlését Scf segítségével K14Cre egerek, mely célokat minden hámsejtek a korai szakaszában az epidermális fejlesztési, indukál egy teljes elvesztése pigmentáció az első hullám a HF morphogenesis, támogatja az elképzelést, hogy Scf kifejezés a hámsejtek szükséges, hogy rábírja a haj pigmentálás egy nem-sejt-autonóm módon.,
annak érdekében, hogy jobban megismerjék, hogy a bőr epidermiszében mely specifikus sejt-alpopulációk felelősek a haj pigmentációjáért, a nyomozók a krox20 lineage tracing gondos időbeli elemzését végezték a Krox20CRE/Rosa26-LacZ egerek segítségével. Azt találták, hogy a 0.születés utáni napon (P0)/P2, Krox20CRE jelzi a HF felső részét, amely megfelel az infundibulumnak, amely összeköti a HF-et az interfollikuláris epidermisszel., Később, a P12 körüli születés utáni fejlődés során a Krox20CRE emellett a külső gyökérköpeny (ORS) sejteket, valamint a mátrix és a precortex sejtjeit jelöli, amelyek a terminálisan differenciált hajtengelyt eredményezik. A KROX20 viszonylag késői kifejeződése a HF morfogenezis első hullámában magyarázza a hajszürke fenotípus időbeli megjelenésének eltérését a k14cre Scf CKO egerek között, amely a hajképződés első hullámában kezdődik, míg a hajszürke fenotípus kezdete a Krox20CRE Scf CKO egerek második hajciklusa alatt jelenik meg.,
Scf-GFP reporter egerek használata Krox20-CRE / Rosa26-LacZ lineage tracing, Liao et al. (2017) meggyőzően kimutatta, hogy az Scf-t a hajtengely sejtekben fejezik ki, nem pedig az ORS sejtekben, erősen arra utalva, hogy a Krox20+ – származtatott hajtengely-sejtek az Scf fő forrása felnőtt egerekben, és képezik a haj pigmentációjának rést., Összhangban van ez a fogalom, overexpressziója Scf segítségével K14-Scf transzgenikus egerek—amely kifejezett membrán-kötött Scf minden K14-expresszáló sejtek, amely magában foglalja a bazális hámsejtek a interfollicular lényeg, hogy mind a felső, mind az alsó ORS sejtek, de nem a haj mátrix, valamint hajszálat sejtek—nem sikerül megmenteni a hajam őszülő fenotípus a K14CRE, valamint Krox20CRE Scf cKO egerek.
annak megállapításához, hogy az Scf deléció károsítja-e a melanocita fenntartását, migrációját vagy differenciálódását, Liao et al. (2017) megvizsgálta a melanociták jelenlétét és differenciálódását a HF-ben Scf hiányában., A melanociták markere, a DCT teljesen hiányzik a k14cre / Scf CKO egerekben, és erősen csökken a Krox20CRE / Scf CKO egerekben az alsó HF-ben, beleértve a hajmátrixot és a hajszálat is, támogatva az SCF alapvető szerepét a DCT expressziójának elősegítésében a melanocitákban. A vad típusú egerekben a c-Kit mind az érett (felső mátrix és a hajszálak), mind az éretlen (alsó mátrix) melanocitákat jelöli., Érdekes, hogy a hiánya SCF minden epidermális vonalak segítségével (K14CRE/Scf cKO), differenciált c-Kit+ melanociták voltak teljesen hiányzik a differenciált melanocita rekesz, mivel az éretlen c-Kit+ melanocita prekurzorok nem a hiánya Scf, amelyek igazolják, hogy az Scf szükséges melanocita terminál differenciálás, de nem lényeges szerepet előmozdítása, a túlélés, a migráció, a melanocita prekurzorok a dudor rést, hogy a mátrix tranzit-felerősítve rekesz.,
A következtetés, ez a tanulmány alaposan jellemzi a rést, valamint a forrás Scf szükséges HF pigmentáció pedig azt mutatja, hogy a hajszálat sejtek a fő forrása az Scf szükséges melanocita terminál differenciálás., Későbbi vizsgálatok során fontos lesz, hogy további jellemzik a molekuláris mechanizmusokat, amelyek szabályozzák a fenntartó a melanocita őssejtek belül a dudor rést, valamint a jeleket, hogy aktiválja a sejtek minden egyes körben a haj ciklus, valamint szabályozza a kezdeti migráció bővítése melanocita prekurzorok, mielőtt azok elérnék az újonnan felfedezett hajszálat rést, amely elősegíti a végső érés.
lábjegyzetek
-
A cikk online: http://www.genesdev.org/cgi/doi/10.1101/gad.300665.117.,
- © 2017 Zocco and Blanpain; Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press
ezt a cikket kizárólag a Cold Spring Harbor Laboratory Press terjeszti a teljes kiadás közzétételét követő első hat hónapban(lásd http://genesdev.cshlp.org/site/misc/terms.xhtml). Hat hónap elteltével a Creative Commons License (Attribution-NonCommercial 4.0 International) alatt érhető el, a http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/alatt leírtak szerint.
- ↵
Blanpain C, Fuchs E. 2009., Epidermális homeosztázis: az őssejtek egyensúlyozó hatása a bőrön. Nat Rev Mol Cell Biol 10: 207-217.
- ↵
Botchkareva NV, Khlgatian M, Longley BJ, Botchkarev VA, Gilchrest BA. 2001. SCF / c-kit jelzés szükséges a haj pigmentációs egység ciklikus regenerálásához. FASEB J 15: 645-658.
- ↵
Gambardella L, Schneider-Maunoury S, Voiculescu O, Charnay P, Barrandon Y. 2000. A krox-20 transzkripciós faktor expressziójának mintája az egér szőrtüszőjében. Mech Dev 96: 215-218.,- ↵
Liao CP, Booker RC, Morrison SJ, le QL. 2017. A hajszál-progenitorok azonosítása, amelyek rést hoznak létre a haj pigmentációjához. Gének Dev (Ez a kérdés). doi:10.1101 / gad.298703.117.- ↵
Mort RL, Jackson IJ, Patton EE. 2015. A melanocita vonal a fejlődésben és a betegségekben. Fejlesztés 142: 620-632.- ↵
Natarajan VT, Ganju P, Ramkumar a, Grover R, Gokhale RS. 2014. A sokoldalú utak védik az emberi bőrt az UV sugárzástól. Nat Chem Biol 10: 542-551.,- ↵
Nishikawa S, Kusakabe M, Josinaga K, Ogawa M, Hayashi S, Kunisada T, Era t, Sakakura T, Nishikawa S. 1991. In utero manipuláció kabát színképződést egy monoklonális anti-c-kit antitest: két különböző hullámok c-kit-függőség során melanocita fejlődését. EMBO J 10: 2111-2118.- ↵
Nishimura EK, Jordan SA, Oshima H, Josida H, Osawa M, Moriyama M, Jackson IJ, Barrandon Y, Miyachi Y, Nishikawa S-I. 2002. A fülke domináns szerepe a melanocita őssejt sors meghatározásában. Természet 416: 854-860.,- ↵
Reith AD, Rottapel R, Giddens E, Brady C, Forrester L, Bernstein A. 1990. Az enyhe vagy súlyos fejlődési rendellenességekkel rendelkező mutáns egerek a c-kit receptor kináz tartományában különálló pontmutációkat tartalmaznak. Gének Dev 4: 390-400.- ↵
Yoshida H, Grimm T, Nishimura EK, Nishioka E, Nishikawa s-I, Kunisada T. 2001. Felülvizsgálat: melanocita migráció és túlélés által ellenőrzött SCF / c-kit kifejezés. J Investig Bőrgyógyászat Symp Proc 6: 1-5. - ↵