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毛囊发育的伸缩模型

发布时间:2021-10-08 03:00:30

RIKEN生物学家通过提供一个动态的四维图谱来解释各种毛囊细胞的起源和发展,包括成人毛囊干细胞1,从而解开了毛囊发育的过程。

像我们身体中的其他成人组织一样,毛囊是由成人组织干细胞再生的。但由于缺乏识别和追踪每个细胞谱系的标记,毛囊干细胞的发育起源在很大程度上尚未被探索。

现在,日本理研生物系统动力学研究中心藤原裕信领导的一个团队已经克服了这个问题。研究小组在从小鼠胚胎中提取的培养皮肤样本中制作了几天内毛囊发育的延时视频。通过反向播放这些视频,他们可以追踪发育中毛囊中细胞的命运,追溯到它们最早的起源。

团队看到了类似于飞镖的东西。原始毛囊上皮内的细胞称为板状上皮,根据其未来命运以同心方式排列。靶细胞中心的细胞延伸至毛囊底部,而外缘的细胞则留在皮肤表面。

他们还在毛囊发育的不同时间点对单个细胞进行基因表达谱分析,并重建细胞谱系信息。这一分析与影像学数据一致,强化了毛囊干细胞起源于早期板状体外环特定区域的观点。

各种细胞的增殖导致placode中的二维同心环转变成一系列圆柱形腔室,这些腔室像可伸缩望远镜的部件一样排列,导致研究人员将这种发育过程称为望远镜模型。

类似的现象也解释了昆虫(如果蝇)腿、触角和其他圆柱形附属物的形成。因此,望远镜模型可能是一种进化上保守的更广泛的发育机制,尽管其他哺乳动物的结构是否以这种方式出现还有待观察。Fujiwara说:“它还没有得到适当的调查,这使得它成为未来研究的一个重要问题。”。

藤原说:“这项研究提供了正常毛囊发育的路线图,详细描述了整个细胞谱系的细胞动力学和基因表达变化。”。这项研究的第一作者Ritsuko Morita补充道:“通过将这一路线图与先天性脱发疾病的病例进行比较,有可能找出异常所在。”。“这一发现可能有助于药物开发人员设计新的治疗方法,以对抗脱发和其他类型的脱发。”

这项研究发表在《自然》杂志上。

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