Высокий уровень гормонов стресса останавливает рост шерсти у мышей

Когда люди испытывают стресс, они часто теряют волосы. Это состояние, известное как телогеновое истощение, возникает в результате бездействия волосяных фолликулов. Но молекулярная причина этого переключения ранее была неизвестна. Чтобы разгадать эту загадку, биолог стволовых клеток Я-Чие Хсу из Гарвардского университета и ее коллеги обратились к мышам.
Сначала они подтвердили влияние стресса, подвергнув мышей непредсказуемому дискомфорту, например, наклонив клетку или включив свет в комнате, и действительно увидели, что у этих животных росло меньше волос, чем у тех, кто не подвергался стрессу. Затем исследователи провели серию экспериментов, чтобы глубже изучить физиологические последствия стресса, и обнаружили, что от эндокринных желез надпочечников к клеткам кожи передаются сигналы на большие расстояния.

"Это первая статья, которая определяет механическую связь между гормонами стресса и ростом волос", - говорит Руи Йи, биолог стволовых клеток волосяных фолликулов из Медицинской школы Северо-Западного университета Файнберга. "В исследовании используются генетические инструменты для определения ответственной за стресс клетки, чтобы в последующем определить соответствующий ген. Я думаю, это действительно замечательно".

По словам Хсу, ее давно интересовало, как стресс влияет на кожу и волосы. В прошлом году ее группа обнаружила, что стресс может вызвать поседение волос за счет запуска сигналов в симпатической нервной системе, которые уменьшают количество стволовых клеток меланоцитов, придающих волосам их цвет. Затем ее группа решила понять, как стресс может вызвать выпадение волос.
Предыдущая работа показала, что удаление надпочечников у крыс и кроликов, ускоряет рост волос. В последнем исследовании группа Хсу обнаружила, что то же самое верно и для мышей, наблюдая, что у тех животных, которым удалили железы, на спине росло больше волос, чем у мышей с неповрежденными железами.
В частности, волосяные фолликулы у мышей, лишенных надпочечников, были зарегистрированы более короткие фазы телогена и более длинные фазы анагена.

Хсу отмечает, что группа была удивлена тем, что удаление надпочечников у мышей привело к тому, что стволовые клетки их волосяных фолликулов вошли в фазу практически постоянного роста даже при старении животных. "Эти результаты свидетельствуют о том, что даже базовый уровень гормона стресса, который обычно циркулирует в организме, является важным регулятором фазы покоя", - сказала ученый.

Кортикостерон подавляет выработку GAS6 клетками дермального сосочка (зеленый), предотвращая активацию стволовых клеток волосяного фолликула. U-образные структуры над клетками дермального сосочка с их глюкокортикоидными рецепторами, окрашенными в пурпурный цвет, представляют собой две стволовые клетки.

Глядя на циркулирующие гормоны животных, команда пришла к выводу, что кортикостерон, аналог кортизола человека, скорее всего, играл важнейшую роль: у мышей, лишенных надпочечников, уровень этой молекулы почти не определялся. Кормление кортикостероном мышей без стресса уменьшало рост их волос.

Когда Хсу и ее коллеги подавили экспрессию гена, кодирующего глюкокортикоидный рецептор, который связывает кортикостерон на стволовых клетках волосяного фолликула, они не увидели изменений в росте волос, предполагая, что стволовые клетки не реагируют напрямую на изменения уровня кортикостерона. Затем исследователи попытались истощить рецептор на фибробластах в волосяном фолликуле и вокруг него и определили поддерживающие клетки, называемые клетками дермального сосочка, которые переводят сигнал кортикостерона в регуляцию роста волос. В частности, кортикостерон не дает этим клеткам высвобождать белок, называемый GAS6, который активирует стволовые клетки для роста волос. Мыши, получавшие сверхэкспрессию GAS6, имели активные стволовые клетки и заметный рост волос даже в стрессовых условиях, которые вызывали снижение роста шерсти у контрольных мышей.

"Как результаты будут экстраполированы на Homo sapiens, еще предстоит выяснить, и есть некоторые ключевые различия между ростом волос у мышей и человека, которые необходимо учитывать", говорит Йи. "В то время как человеческий волос может оставаться в фазе роста в течение многих лет, затем отдыхать в течение нескольких недель или месяцев и снова начинает расти, мышиный волос растет всего за пару недель, прежде чем находится в состоянии покоя на более длительные периоды времени, поскольку он циклически проходит через период покоя и рост".

"Нам предстоит пройти долгий путь, однако уже сейчас мы уже мы взволнованы потенциалом Gas6 в продвижении активности стволовых клеток волосяного фолликула и изучении его актуальности и влияния на кожу человека" - говорит Я-Чие Хсу .