微调干细胞代谢可防止脱发

来自科隆和赫尔辛基的一组研究人员发现了一种防止脱发的机制:头发再生必不可少的毛囊干细胞可以通过改变其代谢状态来应对组织中的低氧浓度，从而延长它们的寿命。该团队由副教授Sara Wickström(赫尔辛基大学和马克斯普朗克衰老生物学研究所)和皮肤科医生Sabine Eming教授(科隆大学)领导，包括来自科隆大学衰老研究卓越集群CECAD的研究人员，马克斯·普朗克衰老生物学研究所、协同研究中心829“调节皮肤稳态的分子机制”、分子医学中心(CMMC)(全部位于科隆)以及赫尔辛基大学。论文“谷氨酰胺代谢控制毛囊干细胞命运可逆性和长期维持”已经发表在细胞新陈代谢。

每天，皮肤等组织及其头发卵泡暴露在紫外线辐射等环境损害中。损坏的材料不断被移除和更新。平均每天有5亿个细胞和100根头发脱落，相当于1.5克的物质。死物质被干细胞，专业，高度增殖和长期居住。组织功能依赖于这些干细胞的活性和健康;损害功能或减少的数量导致老化。“尽管干细胞在老化中的关键作用是建立的，但是关于调节这些重要细胞的长期维持的机制很少。该毛囊凭借其良好理解的功能，清晰可识别的干细胞是一个学习这个重要问题的完美模型系统，“SaraWickström说。

为了了解是什么使干细胞在功能上不同于它们分化的子细胞，该团队研究了这两种细胞群的转录和代谢特征。有趣的是，这些研究表明干细胞和子细胞具有不同的代谢特征，“Christine Kim博士，联合领先的研究科学家说。”我们的分析进一步预测了Rictor，这是代谢大师调节器MTOR途径的重要而相对较差的分子组分。“的MTOR信号转导调节细胞生长，能量和氧气消耗等过程。

在更详细的分析中，研究小组表明，干细胞消耗是由于代谢灵活性的丧失。在每一个再生周期结束时，在新头发形成的过程中，干细胞会回到它们特定的位置并恢复静止状态。另一位首席科学家丁晓雷博士解释说:“这项研究的关键发现是，这种所谓的“命运可逆性”需要从谷氨酰胺代谢和细胞呼吸到糖酵解的转变。干细胞生活在一个氧气利用率低的环境中，因此使用葡萄糖而不是谷氨酰胺作为碳源来合成能量和蛋白质。这种变化是由低氧浓度和Rictor信号触发的。Rictor的移除削弱了这种干细胞命运逆转的能力，引发了缓慢的、年龄依赖性的干细胞衰竭细胞和年龄诱发的脱发。“丁和杰明最近生成了一个基因小鼠模型为了研究RICTOR函数并观察到缺乏RUCTOR的小鼠具有显着延迟的毛囊再生和循环，其表明干细胞调节受损。“有趣的是，随着老龄老鼠表现出了脱发以及干细胞数量的减少，”丁说。

“一个主要的未来目标是了解这些临床前发现如何转化为人类的干细胞生物学，并且可能是药学上的，以保护免受毛囊老化，”发芽说。“我们对观察表特别兴奋，即谷氨酰胺酶抑制剂的应用能够在Rictor缺陷小鼠中恢复干细胞功能，证明改变代谢途径可能是提高组织再生能力的强大方法的原理。“

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