Identificarea nișei de control melanocite diferențiere

cuvinte Cheie

• factorul celulelor stem (SCF)
• pigmentarea parului
• firul de par celule precursoare
• folicul de păr de celule stem
• de păr matrix
• KROX20

Melanocite sunt producătoare de pigment celule care protejează epiderma pielii de razele UV și să dea culoare la păr., Să facă acest lucru, melanocitele produc melanina, un pigment care are o funcție dublă: Ea absoarbe lumina UV și, astfel, protejează ADN-ul împotriva daunelor induse de radiațiile UV și acționează ca un antioxidant măturător de stradă împotriva genotoxic specii reactive de oxigen (ROS) (Natarajan et al. 2014). Melanina este produsă în special organele derivate endozomale numite melanozomi care, odată maturi, sunt transferați în keratinocitele epidermice din apropiere, inducând pigmentarea pielii și a părului (Mort et al. 2015)., Pigmentarea părului se datorează acțiunii melanocitelor care locuiesc în matricea părului care transferă melanozomii către celulele progenitoare ale arborelui de păr, care, la rândul lor, se diferențiază definitiv pentru a forma structura părului foarte keratinizată și pigmentată. Foliculii de păr (HFs) alternează ciclurile de creștere și degenerare pe tot parcursul vieții animalului (Blanpain and Fuchs 2009). În epiderma mouse-ului, melanocitele diferențiate ale HFS express C-Kit, receptorul tirozin kinazei pentru factorul de celule stem (SCF) citokine (Mort și colab. 2015)., Studiile anterioare au identificat două populații distincte de melanocite bazate pe expresia C-Kit: c-Kit+ melanocite localizate în matricea părului și C-Kit− melanocite situate în jurul zonei de bulge, localizarea Hf și a celulelor stem melanocite (Nishimura et al. 2002; Blanpain and Fuchs 2009). Menținerea melanocitelor HF depinde de celulele stem melanocitare nepigmentate C-Kit care locuiesc în umflătura HF (Nishimura et al. 2002). Semnalele specifice activează celulele stem melanocitare pentru a migra în matricea părului și pentru a se diferenția în celule producătoare de melanină., Printre căile de semnalizare cele mai bine caracterizate care controlează funcțiile melanocitelor, semnalizarea SCF/C-Kit activează proliferarea, migrarea și diferențierea precursorilor melanocitelor în celule producătoare de pigment (Botchkareva et al. 2001). Șoarecii cu o mutație inactivantă în C-Kit au prezentat defecte ale culorii părului (Reith et al . 1990) și anticorpii monoclonali care blochează pigmentarea părului c-Kit pentru cel puțin un ciclu de păr (Nishikawa et al. 1991; Botchkareva și colab. 2001; Yoshida și colab. 2001; Nishimura și colab., 2002), susținând importanța căii de semnalizare SCF/C-Kit pentru proliferarea melanocitelor, diferențierea și pigmentarea arborelui de păr. în ciuda funcției bine caracterizate a căii de semnalizare SCF/c-Kit în reglarea diferențierii melanocitelor, sursa celulară a SCF și nișa implicată în diferențierea melanocitelor și pigmentarea părului rămân evazive. În această problemă a genelor & dezvoltare, Liao și colab., (2017) raport de identificare a descendenților de firul de par celule progenitoare care exprimă factorul de transcriere Krox20 ca sursă de Scf necesare pentru melanocite diferențierea și formarea de nișă necesare pentru pigmentarea parului (Fig. 1).

Vezi versiunea mai mare:

• În această fereastră
• într-o fereastră nouă

• Descărcați ca diapozitiv PowerPoint

figura 1.

nișa pentru pigmentarea foliculului de păr., În timpul maturării melanocitelor, precursorii melanocitelor migrează de la nișa lor de celule stem în compartimentul matricei părului. În matrice, precursorii arborelui de păr (în verde) generează o nișă pentru diferențierea melanocitelor prin producerea SCF (în albastru). Precursorii melanocitelor (în galben) sunt activate de SCF și se diferențiază în compartimentul superior al matricei de păr, delimitat de linia Auber. Melanocitele diferențiate (în galben cu contur roșu) își transferă melanozomii în pigmentul precursorilor arborelui de păr (în verde)., În timp ce primesc melanină, precursorii arborelui de păr pigmentat (în maro) se diferențiază pentru a forma arborele de păr pigmentat. Prin afectarea producției SCF în precursorii arborelui de păr, anchetatorii au arătat blocarea diferențierii melanocitelor în matrice, ducând la lipsa pigmentării arborelui de păr.

Liao și colab., (2017) a descoperit că condiționată knock-out (cKO) de Fsc (Fsc fl/GFP) în Krox20-linii celulare derivate, folosind o exprimat constitutiv recombinaza CRE sub controlul Krox20 promotor (Krox20CRE) prematura cauze postnatale albire a părului, începând de la ∼2 mo. Deoarece Krox20 este exprimat în diferite linii ale pielii, inclusiv celulele Schwann și keratinocitele HF (Gambardella et al. 2000), anchetatorii au folosit diferite șoareci CRE pentru a șterge Scf independent în aceste linii diferite., Eliminarea Scf în celulele Schwann sau melanocite nu are niciun efect asupra pigmentării părului, excluzând faptul că sursa SCF care promovează pigmentarea părului provine de la aceste linii. Cu toate acestea, ștergerea Scf folosind K14Cre șoareci, care vizează toate keratinocite în timpul stadiu incipient de epidermice dezvoltare, induce o pierdere completă de pigmentare în primul val de HF morfogeneza, sprijinind ideea că Scf exprimare în keratinocite este necesar pentru a induce pigmentarea parului într-un non-celulare-autonomie.,

Pentru a obține o mai bună înțelegere în care anumite subpopulații de celule în epiderma pielii sunt responsabile pentru pigmentarea parului, anchetatorii au efectuat o atenta analiza temporală a Krox20 lineage contur folosind Krox20CRE/Rosa26-LacZ șoareci. Ei au descoperit că în ziua postnatală 0 (P0) / P2, Krox20CRE marchează partea superioară a HF, corespunzătoare infundibulumului care leagă HF de epiderma interfolliculară., Mai târziu, în timpul dezvoltării postnatale jurul P12, Krox20CRE în plus semne exterioare rădăcină teaca (ORS) celulele și celulele din matrice și precortex, care dau naștere la terminala diferențiate firul de par. Relativ târziu expresie a Krox20 în timpul primului val de HF morfogeneza explică discrepanța în temporal aspectul de păr gri fenotip între K14CRE Scf cKO șoareci, care începe în primul val de formare păr, întrucât la începutul păr cărunt fenotip apare în cel de-al doilea ciclu de păr în Krox20CRE Scf cKO șoareci.,

folosind șoareci reporter Scf-GFP combinați cu urmărirea liniei Krox20-CRE / Rosa26-LacZ, Liao și colab. (2017) a arătat în mod convingător că Csa este exprimat în firul de par celule și nu în ORS celule, sugerând că Krox20+-derivate firul de par celule sunt principala sursă de Csa în șoareci adulți și constituie nișă pentru pigmentarea parului., În concordanță cu această noțiune, supraexprimarea de Scf folosind K14-Scf șoareci transgenici care exprimă membranei-legat Scf în toate K14-exprimarea celule, care cuprinde keratinocitele bazale din interfollicular epidermei și toate superioară și inferioară RUP de celule dar nu matrice de par si firul de par celule—nu pentru a salva părul cărunt fenotip în K14CRE și Krox20CRE Scf cKO șoareci. pentru a determina dacă ștergerea Scf afectează întreținerea, migrarea sau diferențierea melanocitelor, Liao și colab. (2017) a investigat prezența și diferențierea melanocitelor în HF în absența Scf., Dct, un marker de melanocite, este complet absent în K14CRE/Scf cKO șoareci și a redus puternic în Krox20CRE/Scf cKO soareci in HF, inclusiv matrice de par si firul de par, sprijinind rolul esențial al CSA în promovarea Dct exprimare în melanocite. La șoarecii de tip sălbatic, c-Kit marchează atât melanocitele mature (matricea superioară și arborele de păr), cât și cele imature (matricea inferioară)., Interesant este că, în absența SCF în toate epidermică linii (K14CRE/Scf cKO), diferențiate c-Kit+ melanocite au fost complet absent în diferențiate melanocite compartiment, întrucât imatur, c-Kit+ melanocite precursori au fost afectate de lipsa de Csa, demonstrând că Csa este necesar pentru melanocite diferențiere terminală, dar nu are nici un rol esențial în promovarea supraviețuire și migrația de melanocite precursori de umflatura de nișă matricea de tranzit-amplificarea compartiment., în concluzie, acest studiu caracterizează în detaliu nișa și sursa de Scf necesară pentru pigmentarea HF și demonstrează că celulele arborelui de păr sunt principala sursă de Scf necesară pentru diferențierea terminală a melanocitelor., Studii viitoare vor fi importante pentru a caracteriza mecanismele moleculare care reglementează menținerea melanocite celule stem în cadrul lor umflatura de nișă și semnale care activează aceste celule la fiecare rundă de ciclu de păr și de a reglementa migrația inițială și extinderea melanocite precursori înainte de a ajunge la nou-descoperit firul de par de nișă, care promovează maturarea finală.

• © 2017 Zocco și Blanpain; Publicat de Cold Spring Harbor Laboratory de Presă