39.8: Multipotenz und Nische von Bulge-Stammzellen

Ein Haarfollikel oder HF ist ein kleiner Teil der Haut, der den Haarschaft produziert. Paul Gerson Unna war der erste, der eine Ausbuchtung in der äußeren Wurzelscheide (ORS) des menschlichen Haarfollikels beobachtete. Die Ausbuchtung befindet sich zwischen der Talgdrüse und dem Musculus arrector pili und ist die Nische für Haarfollikelstammzellen (HFSCs). Die Ausbuchtung ist auch eine Nische für Melanozyten-Stammzellen, deren Verlust zu einem Ergrauen der Haare führt. Die HFSCs exprimieren Sox9 und Lhx2, die ihnen helfen, die Stammzellen aufrechtzuerhalten und eine Differenzierung zu verhindern. Wird Sox9 gehemmt, beginnen die Zellen zu differenzieren.

Die HF durchläuft drei zyklische Phasen: Wachstumsphase oder Anagen, Übergangsphase oder Katagen und Ruhephase oder Telogen. Während der Anagenphase werden HFSCs und Haarkeimzellen aktiviert. Haarkeimzellen vermehren sich, bilden das ORS, wandern nach oben, differenzieren sich zu Follikelzellen und das Haar wächst. In der Katagenphase unterliegen die Haarkeimzellen der Apoptose, das Haarwachstum hört auf und nur die Wölbungsstammzellen überleben. Telogen ist die Ruhephase, in der HFSCs ruhen und das Haar im Follikel ruht.

Adulte Stammzellen werden mithilfe von Markierungserhaltungstechniken identifiziert, bei denen die DNA der Zellen mit Bromdesoxyuridin (BrdU) oder tritiiertem Thymidin (3 H-T) markiert wird. Die Zellen, die sich sehr langsam teilen, enthalten die Markierungen, während schnell proliferierende Zellen die Markierungen nicht behalten. Die markierten, langsam zyklischen Zellen werden als Label-Retaining-Zellen (LRCs) bezeichnet. Bulge-Stammzellen sind LRCs.

Das Haar wächst durch eine röhrenartige Struktur unter der Haut, die als Haarfollikel bezeichnet wird. Die Ausbuchtung ist ein kleiner Teil des Haarfollikels, der die Nische für Haarfollikel-Stammzellen oder HFSCs darstellt.

HFSCs können sich in die meisten Hautepithelzellen differenzieren, einschließlich Keratinozyten und Haarfollikelzellen. Diese Stammzellen ermöglichen eine kontinuierliche Regeneration des Haarfollikels und können auch bei der Reparatur von Epithelwunden helfen.

Zu Beginn der Wachstumsphase der Haarfollikel wird eine kleine Anzahl ruhender HFSCs durch eine Ansammlung von mesenchymalen Zellen aktiviert, die als dermale Papille bekannt ist. Diese aktivierten HFSCs differenzieren sich dann endgültig in den Haarschaft und andere Haarfollikelzellen.

Der untere Teil der Ausbuchtung enthält Melanozytenstammzellen, die zusammen mit HFSC aktiviert werden. Diese Stammzellen vermehren sich und differenzieren sich zu Melanozyten, die Melanin produzieren – das Pigment, das Haare und Haut auf natürliche Weise färbt.