Наука : Трихология и Митохондрии

НАУКА: ТРИХОЛОГИЯ И МИТОХОНДРИИ

Здесь Вы найдёте научные исследования влияния дисфункций митохондрий на Рост Волос.

Прогресс в изучении митохондрий и развития волосяных фолликулов при андрогенетической алопеции: взаимосвязи и терапевтические перспективы

Выпадение волос уже давно является серьёзной проблемой для многих людей. Недавние исследования показали, что митохондрии играют более важную роль в выпадении волос, чем считалось ранее. В данном обзоре обобщена связь между дисфункцией митохондрий и развитием волосяных фолликулов, описаны связи между заболеваниями, связанными с митохондриальными нарушениями, и проблемами с волосами, а также отмечено влияние дисфункции митохондрий на андрогенетическую алопецию. Мы обсуждаем клеточные и сигнальные механизмы, связанные с выпадением волос, и исследуем, как дисфункция митохондрий, такая как недостаточное энергоснабжение, нарушения сигнализации, белковые/генные аномалии и запрограммированная клеточная смерть, может препятствовать нормальной пролиферации, дифференцировке и росту клеток волосяных фолликулов. Кроме того, мы обсуждаем современные подходы к лечению и потенциальные инновационные методы, включая препараты, воздействующие на митохондрии, и передовые методы, воздействующие непосредственно на клетки волосяных фолликулов, что позволяет по-новому взглянуть на важнейшую роль митохондрий в поддержании здоровья волосяных фолликулов и лечении заболеваний волос. Кроме того, в данном обзоре рассматриваются будущие терапевтические стратегии и предполагается, что исследования митохондрий могут привести к созданию революционных методов лечения выпадения волос, вселяя оптимизм и открывая новые возможности для лечения людей, страдающих от выпадения волос. В данном обзоре не только подчеркивается центральная роль митохондрий в здоровье волос, но и подчеркивается важность развития исследований и методов лечения в этой области.

Цианидин 3-O-арабинозид подавляет старение клеток дермального сосочка, вызванное ДГТ, путем модуляции p38-зависимых контактов ЭР-митохондрии

Введение: Андрогенетическая алопеция (АГА) — генетическое заболевание, вызываемое дигидротестостероном (ДГТ), которое сопровождается старением андроген-чувствительных клеток дермального сосочка (ДПК), расположенных в основании волосяных фолликулов. ДГТ вызывает старение ДПК при АГА посредством митохондриальной дисфункции. Однако механизм этого патогенеза остается неизвестным. В данном исследовании мы исследовали защитную роль цианидинов в отношении митохондриальной дисфункции, индуцированной ДГТ, и старения ДПК, а также задействованные регуляторные механизмы.

Методы: ДПК использовались для исследования влияния ДГТ на митохондриальную дисфункцию с помощью окрашивания MitoSOX и Rhod-2. Анализ активности β-галактозидазы, ассоциированной со старением, был проведен для изучения участия мембранных AR-опосредованных сигналов в старении ДПК, индуцированном ДГТ. Модель АГА использовалась для изучения влияния цианидинов на замедление роста волос, индуцированное ДГТ.

Результаты: Цианидин 3-O-арабинозид (C3A) эффективно снижал накопление митохондриальных активных форм кислорода (mtROS) в ДПК, вызванное ДГТ, а C3A обращал вспять старение ДПК, вызванное ДГТ. Избыточное накопление кальция в митохондриях блокировалось C3A. C3A ингибировал экспрессию p38-опосредованного потенциал-зависимого анионного канала 1 (VDAC1), который способствует формированию мембран ЭР, ассоциированных с митохондриями (MAM), и переносу кальция посредством взаимодействий VDAC1-IP3R1. Образование MAM, вызванное ДГТ, приводило к ускорению старения ДПК. В моделях мышей с AGA C3A восстанавливал вызванное ДГТ замедление роста волос, что активировало пролиферацию стволовых клеток волосяных фолликулов.

Выводы: C3A является перспективным природным соединением для лечения старения ДПК, вызванного АГА, за счет снижения образования MAM и митохондриальной дисфункции.

Роль ресничек в развитии, выживании и регенерации волосковых клеток

Мутации, затрагивающие гены ресничек, приводят к классу заболеваний человека, известных как цилиопатии. Это связано с ролью ресничек в развитии, выживании и регенерации многих типов клеток. Мы исследовали, в какой степени разрушение ресничек влияет на эти процессы в волосковых клетках боковой линии данио-рерио. Мы обнаружили, что мутации в двух генах внутрижгутикового транспорта (IFT), ift88 и dync2h1, которые приводят к потере киноцилий, вызывают повышенный апоптоз волосковых клеток. Мутанты гена IFT также имеют сниженный мембранный потенциал митохондрий, а блокирование митохондриального унипортера вызывает потерю волосковых клеток у данио-рерио дикого типа, но не у мутантов, что позволяет предположить, что дисфункция митохондрий может способствовать апоптозу, наблюдаемому у этих мутантов. Эти мутанты также показали сниженную пролиферацию во время регенерации волосковых клеток, но не показали последовательных изменений в количестве опорных клеток или пролиферации во время развития волосковых клеток. Эти результаты показывают, что потеря волосковых клеток, наблюдаемая после нарушения работы ресничек из-за мутаций в антероградных или ретроградных генах IFT, по-видимому, связана с воздействием на выживаемость волосковых клеток, но не обязательно с развитием боковой линии данио-рерио.

Митохондриальные секреты молодости

Генетическая основа молодости изучена недостаточно. Старение кожи зависит как от внутренних, так и от внешних факторов. К внутренним факторам относятся индивидуальная генетика, а к внешним – воздействие солнечной радиации и загрязнение окружающей среды. Недавно мы сообщили о критической роли митохондрий в фенотипах старения кожи: образовании морщин, поседении волос, выпадении волос и неравномерной пигментации кожи. В данной статье рассматриваются молекулярные механизмы, в частности митохондриальные механизмы, лежащие в основе старения кожи. В данной работе описывается разработка мышиной модели истощения-восстановления митохондриальной ДНК и её применение для разработки стратегий и выявления потенциальных агентов, способных предотвратить, замедлить или смягчить старение кожи, лентиго и выпадение волос. В настоящее время ведутся исследования, включающие трансплантацию молодых митохондрий для омоложения стареющей кожи и волос, что обеспечивает молодость человека.

Целенаправленное удаление Crif1 в эпидермисе мыши нарушает гомеостаз кожи и морфогенез волос

Эпидермис, состоящий в основном из кератиноцитов, действует как физический барьер для инфекций, регулируя пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов. Волосяные фолликулы непрерывно циклически продуцируют новые. Следовательно, оптимальное поступление энергии из митохондрий необходимо для поддержания гомеостаза кожи и роста волос. CRIF1 — это митохондриальный белок, который регулирует опосредованный миторибосомами синтез и встраивание полипептидов окислительного фосфорилирования митохондрий в митохондриальную мембрану у млекопитающих. Недавние исследования показали, что условный нокаут (cKO) Crif1 в определенных тканях мышей вызывает митохондриальную дисфункцию. Чтобы определить, влияет ли митохондриальная функция кератиноцитов на гомеостаз кожи и морфогенез волос, мы создали мышей Crif1 cKO, специфичных для эпидермиса. Делеция Crif1 в эпидермисе привела к нарушению функции митохондрий, и мыши Crif1 cKO погибли в течение недели. Пролиферация и дифференцировка кератиноцитов были значительно подавлены у мышей Crif1 cKO. Более того, морфогенез волосяных фолликулов у мышей Crif1 cKO был нарушен подавлением активности сигнального пути Wnt/β-катенина. Эти результаты демонстрируют, что функция митохондрий в кератиноцитах необходима для поддержания эпидермального гомеостаза и морфогенеза волосяных фолликулов.

Регуляторные механизмы митофагии и окислительного стресса при андрогенетической алопеции

Андрогенетическая алопеция (АГА), наиболее распространенный тип нерубцового выпадения волос в дерматологии, является результатом многогранного взаимодействия генетической предрасположенности, аномального метаболизма андрогенов и дисрегуляции в фолликулярной микросреде. Недавние исследования выявили решающую роль митофагии и окислительного стресса в патогенезе и прогрессировании АГА. Митофагия, селективный процесс, посредством которого удаляются поврежденные митохондрии, необходима для поддержания гомеостаза клеточного энергетического метаболизма и окислительно-восстановительного баланса. Напротив, окислительный стресс возникает в результате избыточного накопления активных форм кислорода (АФК), что вызывает повреждение клеток и ускоряет прогрессирование заболевания. Нарушение динамического баланса между митофагией и окислительным стрессом все чаще признается ключевым фактором развития и обострения АГА. Несмотря на первоначальные исследования, проливающие свет на взаимодействие этих двух процессов, точные молекулярные механизмы и регуляторные сети, регулирующие АГА, остаются недостаточно изученными. Целью данного обзора является систематическое обобщение новейших данных о взаимодействии митофагии и окислительного стресса при АГА. Изучая их роль в возникновении и прогрессировании заболевания, мы выявляем потенциальные терапевтические мишени для вмешательства. Кроме того, мы обсуждаем соответствующие сигнальные пути и клеточные механизмы, оценивая терапевтический потенциал воздействия на митофагию и окислительный стресс для лечения АГА.

Митохондриальное аэробное дыхание активируется во время дифференциации стволовых клеток волосяного фолликула, и его дисфункция замедляет регенерацию волос.

Предыстория. Новые исследования выявили существенную роль митохондрий в регуляции дифференцировки стволовых/прогениторных клеток нейральных прогениторных клеток, мезенхимальных стволовых клеток и других стволовых клеток через активные формы кислорода (АФК), Notch или другие сигнальные пути. Ингибирование синтеза митохондриального белка приводит к выпадению волос при травме. Однако изменение морфологии и метаболической функции митохондрий во время дифференцировки стволовых клеток волосяного фолликула (HFSCs) и то, как они влияют на регенерацию волос, до сих пор не было изучено. Методы. Мы сравнили разницу в морфологии и активности митохондрий между клетками телогеновой выпуклости и клетками матрикса анагена. Уровни экспрессии митохондриальных АФК и супероксиддисмутазы 2 (СОД2) измерялись для оценки окислительно-восстановительного баланса. Кроме того, оценивался уровень пируватдегидрогеназной киназы (ПДК) и пируватдегидрогеназы (ПДГ), чтобы отразить изменение энергетического метаболизма во время дифференцировки. Чтобы исследовать влияние метаболизма митохондрий на регуляцию регенерации волос, наблюдали за ростом волос после нанесения ингибитора митохондриального дыхания при выщипывании волос. Результаты. В процессе дифференцировки стволовых клеток волосяного фолликула митохондрии удлинялись, имели более многочисленные организованные кристы и демонстрировали более высокую активность в дифференцированных клетках. Уровень СОД2 повышался для поддержания окислительно-восстановительного баланса при относительно стабильном уровне активных форм кислорода (ROS) в дифференцированных клетках.

Уровень ПДК в стволовых клетках волосяного фолликула (HFSC) повысился, в то время как в дифференцированных клетках наблюдалось повышение уровня ПДГ, что указывает на переключение дыхания с гликолиза на окислительное фосфорилирование в процессе дифференцировки. Ингибирование митохондриального дыхания в дифференцированных клетках волосяных фолликулов при выщипывании волос подавляло регенерацию волос in vivo. Выводы. После дифференцировки стволовых клеток волосяного фолликула митохондрии удлиняются, образуют больше крист и демонстрируют более высокую активность, что сопровождается активацией аэробного дыхания в дифференцированных клетках для лучшего энергообеспечения. Кроме того, нарушение митохондриального дыхания замедляет регенерацию волос после травмы.