W ciągu całego życia każdy mieszek włosowy wytwarza serię nowych włosów, tymczasowo zaprzestając produkcji włosów przed ponownym rozpoczęciem od nowa. To skupiło uwagę na nabłonkowych komórkach macierzystych, które okresowo odnawiają mieszek włosowy i regenerują komórki progenitorowe, które tworzą trzon włosa. Pomiędzy walorami komórek macierzystych a faktem, że włosy składają się z potomków tych komórek nabłonkowych, czasami pomija się fakt, że niewielka populacja komórek mezenchymalnych leżących u podstawy mieszka, brodawka skórna, odgrywa kluczową rolę w informowaniu tych nabłonkowych komórek macierzystych i progenitorowych, co mają robić. DP służy jako fizyczna nisza dla komórek progenitorowych, a także dostarcza wydzielane sygnały, które wpływają na ich zachowanie i zachowanie ich potomstwa. W pracy opisanej w ostatnim numerze Development (140, 1676-83) zapytaliśmy, czy uszkodzenie tych komórek niszy, a nie komórek macierzystych, może być przyczyną przerzedzenia i utraty włosów.

Większość z nas doświadczy w pewnym stopniu przerzedzenia lub utraty włosów w miarę starzenia się. W większości form utraty włosów, mieszki włosowe nie znikają. Zamiast tego, tworzy krótsze i cieńsze włosy w kolejnych cyklach generowania włosów, aż zostanie przekształcony w zminiaturyzowany mieszek „kosmkowy”, który tworzy małe, niepigmentowane włosy, które pozostają w większości przypadków „łysej” skóry głowy. Proces miniaturyzacji jest stopniowy, zarówno brodawka skórna, jak i nabłonkowa cebulka włosa zmniejszają swój rozmiar w ciągu kilku cykli wytwarzania włosów. Zauważono korelację pomiędzy liczbą komórek w brodawce skórnej a wielkością włosa podczas przerzedzania się włosów, ale pytanie o przyczynę i skutek pozostało. Czy zmniejszająca się populacja nabłonka powoduje `mniejszą brodawkę skórną, czy też mniejsza brodawka skórna powoduje zmniejszanie się mieszków nabłonkowych i trzonu włosa? Stworzyliśmy genetycznie zmodyfikowane myszy, które pozwoliły nam zmniejszyć liczbę komórek brodawki skórnej w dorosłych mieszkach włosowych i wykazaliśmy, że powoduje to dwie z cech charakterystycznych dla utraty włosów u ludzi. Kolejne łodygi włosów wytwarzane przez ten sam mieszek włosowy są krótsze i cieńsze, a mieszek włosowy spędza dłuższe okresy w fazie spoczynku, zanim zacznie wytwarzać nowy włos.

Jeśli pozwoliliśmy na kontynuację niskiego poziomu stochastycznego zubożenia komórek DP, myszy nie zdołały zregenerować okrywy włosowej, co jest odpowiednikiem łysienia. Jednak patologiczna przyczyna utraty DP, indukowana ekspresja autonomicznej toksyny komórkowej specyficznie w komórkach DP, była pod naszą kontrolą w tej pracy. To pozwoliło nam zatrzymać trwającą przyczynę utraty włosów, aby zapytać, czy zmniejszone mieszki włosowe zostały nieodwracalnie uszkodzone. Stwierdziliśmy, że niektóre pęcherzyki pozostały w fazie quiescent i nie wytworzyły nowego włosa. Inne jednak kontynuowały wytwarzanie nowych włosów i właściwie odbudowywały się, zwiększając liczbę komórek DP i generując większe włosy w kolejnych cyklach. Różnica między tymi dwoma losami była określana przez liczbę komórek DP, które pozostały po wyłączeniu toksyny. Mieszek z kilkoma komórkami więcej wygenerowałby nowy włos i odbudowałby się, podczas gdy mieszek z kilkoma komórkami DP mniej nie wniósłby już nowych włosów do pelage.

To sugeruje dobre wieści dla tych, którym przeszkadza utrata włosów. Efekt progowy liczby komórek DP sugeruje, że gdy przyczyna utraty komórek DP zostanie opanowana, metody terapeutyczne muszą osiągnąć jedynie umiarkowany sukces w przywracaniu liczby komórek DP, aby przywrócić cykl życia włosów. Następnie, wewnętrzna zdolność mieszków włosowych do samoregeneracji powinna wykonać resztę pracy. Abyście nie mieli pokusy zadzwonić, pozwólcie, że jasno stwierdzę, iż nie znaleźliśmy lekarstwa na łysienie. Jednak ta praca sugeruje, że zrozumienie mechanizmów, dzięki którym komunikacja między nabłonkowymi i mezenchymalnymi kompartmentami mieszków włosowych reguluje liczbę komórek DP może być jedną z dróg do tego celu.

W szerszym kontekście, ta praca ujawnia, że zmieniając rozmiar niszy dla nabłonkowej populacji progenitorowej, różne ekspresje genów i programy morfogenetyczne są wykonywane przez te same populacje komórek, aby dramatycznie zmienić wynik lub organogenezę. Poprzez analizę zmian w szlakach genetycznych, które towarzyszą tej zmianie, mamy nadzieję uzyskać bardziej ogólny wgląd w mechanizmy regulujące morfogenezę.

Cebulka mieszka włosowego: Brodawka skórna (zielone komórki w centrum cebulki włosa) służy zarówno jako fizyczna, jak i chemiczna nisza, która reguluje aktywność przyległych nabłonkowych komórek progenitorowych (nieznakowanych, z wyjątkiem czerwonego barwnika jądrowego), które wytwarzają trzon włosa i otaczającą go wewnętrzną osłonkę korzenia.