科学者は、有毛細胞が皮膚の治癒を早める仕組みを発見

では、その切り替え時期を知らせるものは何でしょうか?

細胞の挙動を変えるストレス信号

同じロックフェラーの研究チームが、この変革の背後にある重要な信号を特定しました。毛包幹細胞は、統合ストレス反応 (ISR) と呼ばれるものに反応します。これは、エネルギーを節約し、生存タスクに集中するのに役立つ細胞警告システムです。

皮膚では、このストレス反応は、肉、穀物、牛乳などの一般的な食品に含まれる非必須栄養素であるアミノ酸セリンと結びついています。に発表された彼らの研究では、 細胞の代謝、科学者らは、セリンレベルが低下するとISRが活性化し、毛髪の生成が減速することを示しました。皮膚も傷ついた場合、ISRはさらに上昇し、細胞が損傷した組織の修復に集中できるように毛の成長を完全に停止させます。この優先順位の変更により、皮膚の治癒が早くなります。

「セリンの欠乏は、細胞の運命を微調整する非常に敏感な細胞の『ダイヤル』を引き起こします。皮膚に向かうか、毛から離れるかです」と、筆頭著者のジェシー・ノバク氏は説明する。彼はワイル・コーネル大学の三機関医学博士課程プログラムの医学博士課程の学生であり、エレイン・フックスのロックフェラー研究室の元博士課程の学生でもある。 「私たちの研究結果は、食事や投薬によってセリン濃度を操作することで、皮膚の傷の治癒を早めることができる可能性があることを示唆しています。」

成体の組織は、バランスを維持するために幹細胞に依存しています。つまり、死んだ細胞を置き換え、組織が損傷した場合は修復します。しかし、科学者たちは、これらの細胞がさまざまな作業中にエネルギーと栄養素をどのように管理するかについてまだほとんどわかっていません。ノバク氏と彼のチームは、幹細胞の正常な機能を維持する代謝因子と、傷を治すために幹細胞がギアを切り替えなければならないときに何が変化するかを理解したいと考えていました。

「私たちが受ける皮膚の傷のほとんどは擦り傷によるもので、皮膚の上部が破壊されます」とノバク氏は言う。 「この領域には、通常、傷の修復を担当する幹細胞のプールが存在します。しかし、これらの細胞が破壊されると、毛包幹細胞が修復の主導権を握ることになります」とノバク氏は言う。 「それを知って、創傷治癒を通じてこれらの皮膚細胞を追跡することは、代謝物がこのプロセス全体を制御しているかどうか、またどのように制御しているかをテストするための非常に優れたモデルを提供すると考えました。」

髪や肌以外のセリーヌの役割

フックス研究室の以前の研究では、前がん性皮膚幹細胞が循環セリンに依存する可能性があり、食事中のセリンを制限することがこれらの細胞のがん化を阻止するのに役立つことが示されました。これらの発見は、細胞の行動に対するセリンの強力な影響を強調し、癌治療としてセリンを含まない食事を試験する研究にさえ影響を与えました。

しかし、セリンの減少が健康な組織にどのような影響を与えるかは不明のままでした。これを探求するために、ノバク氏は正常な幹細胞活性におけるセリンの役割と、セリンの欠如がどのように再生を再形成するかに焦点を当てた。

研究者らは、毛包幹細胞が代謝ストレスにどのように反応するかをテストした。彼らはマウスから食事性セリンを摂取させないか、または遺伝的手法を使用して細胞がセリンを生成するのをブロックした。どちらの場合も、結果はセリンがISR（組織状態のバランスが崩れたときを監視するシステム）と直接通信していることを示した。

セリンレベルが低いと、髪の成長には多大なエネルギーが必要となるため、成長が遅くなります。傷ができると、ISRはさらに強く活性化し、毛髪の再生よりも治癒を優先した。言い換えれば、ストレスが増加すると、皮膚の修復メカニズムが優先されます。

「脱毛を好む人はいませんが、ストレスの多い時代を生き延びるためには、表皮の修復が優先されます」とフックス氏は言います。 「毛の一部が欠けていても動物にとって脅威ではありませんが、治癒していない傷は脅威です。」

余分なセリンは髪の成長を促進しますか?

チームは、セリンレベルの低下が幹細胞の挙動に影響を与えることを確認すると、その逆について疑問を抱きました。セリンレベルが増加すると発毛が促進されるのではないか？答えはノーのようです。体はセリンレベルを厳密に制御しており、マウスに通常の6倍の食事性セリンを与えた場合でも、レベルは約50％しか増加しませんでした。

「しかし、幹細胞が自らセリンを生成するのを防ぎ、セリンを多く含む食事でセリンの損失を補えば、部分的に毛髪の再生を助けることができることが分かりました」とノバク氏は付け加えた。

次に研究者らは、セリン摂取量を減らすことによって、あるいはセリンレベルやISR経路に影響を与える薬剤を使用することによって創傷治癒を改善できるかどうかを調査する予定だ。彼らはまた、他のアミノ酸にも同様の効果があるかどうかをテストすることを目的としています。

「全体として、幹細胞が経験するストレスのレベルに基づいて細胞の運命を決定する能力は、資源が不足しているときに組織がどのように再生能力を最適化するかに広範な影響を与える可能性があります」とフックス氏は言う。