» » Волосяные фолликулы

Волосяные фолликулы


Волосяные фолликулы

На фото — волосяные фолликулы живой мыши (длина масштабного отрезка — 50 мкм). Зеленым флуоресцентным белком окрашены ядра эпителиальных клеток, красным — мезенхимальные клетки, в том числе волосяные, или дермальные, сосочки (в нижней части каждого из трех фолликулов). Фолликулы находятся в состоянии покоя, но готовы приступить к формированию нового волоса.

Волосяной сосочек (dermal papilla) богат кровеносными сосудами, за счет которых осуществляется питание клеток растущего волосяного фолликула, а также регенерация волоса — образование нового фолликула вместо утраченного. Если сосочек погиб, то волос больше не вырастет. Вокруг волосяного сосочка размещаются меланоциты — эпидермальные клетки, синтезирующие пигмент меланин, отвечающий за цвет волоса. Еще одна важная часть фолликула — так называемый бугорок (bulge) — участок между устьем сальной железы и местом прикрепления мышцы, поднимающей волос. В области бугорка находятся стволовые клетки.


Волосяные фолликулы

Волосяные фолликулы

Слева: cхема волосяного фолликула, который находится в активной фазе роста. Матрикс представляет собой эпителиальные клетки, которые окружают дермальный сосочек; это самая глубокая часть фолликула. Изображение © Bob Crimi из статьи R. M. Hoffman, 2000. The hair follicle as a gene therapy target. Справа: схема волосяного фолликула в фазе покоя; зародыш волоса — это клетки-потомки стволовых клеток. Изображение из статьи P. Rompolas et al., 2012. Live imaging of stem cell and progeny behaviour in physiological hair-follicle regeneration


Волосяные фолликулы — удобная модель для изучения стволовых клеток и их роли в процессе регенерации. В одном фолликуле за время его жизни последовательно формируется множество волос, при этом каждый раз фолликул проходит через процесс восстановления своей структуры после регрессии. Методика прижизненной микроскопии позволяет отслеживать перемещение и пролиферацию разных типов клеток (в первую очередь, стволовых) в процессе регенерации фолликулов. Эти исследования важны для исследования поведения стволовых клеток при регенерации тканей, а кроме того, они помогают в разработке методов трансплантации волос при их утрате.


Волосяные фолликулы

Анестезированная мышь во время микроскопирования волосяных фолликулов. На увеличенном изображении видно, как ухо располагается на предметном столике микроскопа, слегка придавленное покровным стеклом. Фото из статьи C. M. Pineda et al., 2015. Intravital imaging of hair follicle regeneration in the mouse


Для наблюдения за поведением клеток идеально подходят волосяные фолликулы на тыльной стороне уха мышей. Кожа здесь достаточно тонкая, фолликулы расположены неглубоко и под большим углом к поверхности кожи, что делает их удобными для микроскопирования. Кроме того, фолликулы здесь расположены достаточно плотно и имеют циклы развития с достаточно коротким периодом покоя перед фазой регенерации.

Для получения изображений оптических срезов кожи используют двухфотонный лазерный сканирующий микроскоп (TPLSM, two-photon laser scanning microscope). Благодаря неинвазивной технике микроскопирования можно наблюдать отдельные волосяные фолликулы в режиме реального времени. Ухо животного удобно каждый раз одинаково располагать на предметном столике TPLSM. При этом нужный участок кожи исследователи находят, ориентируясь на рисунок сосудистой сети на ухе и на точечные татуировки, которые делают на коже.


Волосяные фолликулы

Волосяные фолликулы

Благодаря использованию TPLSM есть возможность наблюдать за процессом естественной регенерации одних и тех же волосяных фолликулов мыши in vivo. a — тыльная сторона уха мыши сразу после депиляции (слева) и 10 дней спустя (справа). Волосы удаляли не только для стимуляции выхода фолликулов из стадии покоя, но и для того, чтобы повысить качество изображения при микроскопировании. Пунктирная линия отмечает границу между волосяными фолликулами в стадии покоя и в стадии активного роста. Imaging region — микроскопируемая область. Длина масштабного отрезка — 5 мм. b — точечная татуировка на ухе (показана стрелкой) помогает отыскать при повторном микроскопировании тот же самый участок кожи, что и в предыдущий раз. Длина масштабного отрезка — 5 мм. c — схема расположения фолликулов в области микроскопирования (вверху слева) и серия снимков одного и того же участка кожи, показывающая волосяной фолликул на разных стадиях цикла развития (начало телогена — вверху справа, анаген — внизу слева, телоген — внизу справа). Длина масштабного отрезка — 0,5 мм. В рамке — один и тот же фолликул, d — его увеличенное изображение на разных стадиях цикла. Длина масштабного отрезка — 20 мкм. Изображение из статьи C. M. Pineda et al., 2015. Intravital imaging of hair follicle regeneration in the mouse


Волосяной фолликул в своем развитии последовательно проходит несколько стадий: анаген, катаген и телоген. Анаген — стадия активного роста волосяного фолликула, когда за счет интенсивного деления стволовых клеток формируется и растет стержень волоса. После анагена наступает катаген — стадия регрессии фолликула. Это промежуточный этап, во время которого рост волосяного стержня прекращается, на его нижнем конце формируется округлое уплотнение, а клетки фолликула между волосяным стержнем и дермальным сосочком отмирают. При этом волос лишается притока крови от дермального сосочка и полностью ороговевает, после чего фолликул переходит в стадию покоя (телоген). Ороговевший волос постепенно смещается вверх, к поверхности кожи и со временем выпадает, а в волосяном фолликуле после периода покоя начинается регенерация и образование нового волоса.

При механическом удалении волоса фолликул сразу переходит из катагена в анаген, поэтому когда исследователи сбривали волосы на ухе мыши (с дополнительным нанесением депиляционного крема), это стимулировало начало регенерации в покоящихся фолликулах. Продолжительность той или иной стадии развития фолликула зависит от вида животного, а также от местоположения фолликула на теле. Например, стадия телогена волосяных фолликулов головы человека длится около 3 месяцев, фолликулов бровей — 8–9 месяцев, а фолликулов ушей мыши — 2–3 недели.


Волосяные фолликулы

Волосяные фолликулы

Цикл регенерации волосяного фолликула включает в себя несколько последовательных стадий: анаген (стадия активного роста), катаген (стадия регрессии) и телоген (стадия покоя). Все фотографии выполнены с помощью TPLSM. В зеленой рамке — увеличенный участок оптического среза волосяного фолликула в фазе роста, видна его многослойная структура. Длина масштабного отрезка — 20 мкм. Изображение из статьи C. M. Pineda et al., 2015. Intravital imaging of hair follicle regeneration in the mouse


Регенерация волосяного фолликула происходит за счет «резерва» стволовых клеток, которые сохраняются в фолликуле на протяжении всех стадий его развития. Как мы уже упоминали, стволовые клетки находятся в области бугорка. К концу анагена часть клеток бугорка перемещается ближе к основанию фолликула и начинает интенсивно делиться, оставаясь недифференцированными. Во время катагена группа таких клеток — так называемые клетки-потомки стволовых клеток бугорка — располагается в нижней части волосяного фолликула на границе с дермальным сосочком и образует «зародыш волоса» (hair germ). Эти клетки сохраняются во время телогена, и именно за счет них происходит дальнейшая регенерация волосяного фолликула и образование нового волоса в следующем цикле.


Волосяные фолликулы

Слева — микрофотография волосяного фолликула, hair follicle stem cells — стволовые клетки, красный бугорок — мезенхимальный дермальный сосочек. Справа — схема волосяного фолликула со стволовыми клетками и их потомками. 1) неактивные стволовые клетки в области бугорка; 2) интенсивно делящиеся недифференцированные клетки; 3) дифференцированные клетки-потомки стволовых клеток. Изображение с сайта med.upenn.edu


Исследования показали, что рост нового волоса инициируют клетки дермального сосочка. Они подают сигнал своим соседям — потомкам стволовых клеток бугорка, которые начинают усиленно делиться. Клетки сосочка способны вызывать рост волосяного фолликула de novo при трансплантации волос.


Волосяные фолликулы

Волосяные фолликулы

Лазерная абляция мезенхимального дермального сосочка (DP ablation, DP — dermal papilla) останавливает регенерацию волосяного фолликула. Серия фотографий, полученная с помощью TPLSM до абляции, непосредственно после абляции и через неделю после абляции. Фолликулы, в которых мезенхимальные клетки (mesenchyme) были удачно разрушены, показаны желтыми стрелками. Фолликул, в котором дермальный сосочек уцелел, за неделю увеличился в размерах (правая фотография, внизу слева), эпителиальные клетки фолликула плотно охватывают мезенхимальный дермальный сосочек. Длина масштабного отрезка — 50 мкм. Изображение из статьи P. Rompolas et al., 2012. Live imaging of stem cell and progeny behaviour in physiological hair-follicle regeneration


Благодаря неинвазивной технике микроскопирования удалось проследить в режиме реального времени развитие волосяных фолликулов с неповрежденным дермальным сосочком и без него. Исследователи проводили лазерную абляцию — разрушали клетки дермального сосочка с помощью лазера в самом начале стадии анагена, при этом стволовые клетки и их потомки оставались неповрежденными. В фолликулах с разрушенным мезенхимальным дермальным сосочком регенерация останавливается, что подтверждает необходимость этой структуры фолликула для его регенерации.

Видео разных этапов регенерации волосяных фолликулов мыши в режиме реального времени можно посмотреть здесь.

Фото из статьи C. Sedwick, 2014. Valentina Greco: Got hair? Длина масштабного отрезка — 50 мкм.

Ира Демина

08 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Основные данные по "китайскому вирусу"

Мутация вирусовДля описания мутации вирусов необходимо ограничить круг описываемых явлений. В данной работе речь идет о мутации двух известных на данный момент расе Людей вирусов, так называемого

Изображения мозга, полученные учеными Эдинбургского университета

Удивительные яркие изображения наглядно показывают нам красоту и сложность мозга. Фотографии демонстрируют ведущие исследования ученых Эдинбургского университета, которые стремится улучшить наше
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Дешевый хостинг: преимущества и недостаткиБокал шампанского на термограмме«Золотой» астероид угрожает мировой экономике, заявили экспертыПросмотр фильмов онлайнНебольшим планетам-океанам пообещали долгую жизнь в обитаемой зонеПрелюдия истинной многоклеточности или ранние эволюционные эксперименты?Как выбрать кондиционер для домаОбыкновенная солнечная рыба