39.8: Multipotencja i nisza wybrzuszonych komórek macierzystych

Mieszek włosowy lub HF to niewielka część skóry, która wytwarza łodygę włosa. Paul Gerson Unna jako pierwszy zaobserwował wybrzuszenie w zewnętrznej pochewce korzenia ludzkiego mieszku włosowego (ORS). Wybrzuszenie występuje pomiędzy gruczołem łojowym a mięśniem prostownika i stanowi niszę dla komórek macierzystych mieszków włosowych (HFSC). Wybrzuszenie jest także niszą dla komórek macierzystych melanocytów, a ich utrata skutkuje siwieniem włosów. Komórki HFSC wyrażają Sox9 i Lhx2, które pomagają im zachować łodygę i zapobiegać różnicowaniu. Jeśli Sox9 jest hamowany, komórki zaczynają się różnicować.

HF przechodzi trzy fazy cykliczne: fazę wzrostu lub anagen, fazę przejściową lub katagen i fazę spoczynku lub telogen. W fazie anagenu aktywowane są HFSC i komórki rozrodcze włosa. Komórki zarodkowe włosów proliferują, tworzą DPN i przemieszczają się w górę, różnicując się w komórki mieszków włosowych, a włosy rosną. W fazie katagenu komórki rozrodcze włosów ulegają apoptozie, włosy przestają rosnąć i przeżywają jedynie komórki macierzyste wybrzuszenia. Telogen to faza spoczynku, podczas której HFSC przechodzą w stan spoczynku, a włos pozostaje w mieszku włosowym.

Dorosłe komórki macierzyste identyfikuje się za pomocą technik utrzymywania znacznika, w których DNA komórek jest znakowany bromodeoksyurydyną (BrdU) lub trytowaną tymidyną (3H-T). Komórki dzielące się bardzo wolno zawierają znaczniki, podczas gdy komórki szybko proliferujące nie zachowują znaczników. Znakowane komórki o powolnym cyklu nazywane są komórkami utrzymującymi etykietę (LRC). Komórki macierzyste wybrzuszenia to LRC.

Włosy rosną przez rurkowatą strukturę pod skórą zwaną mieszkiem włosowym. Wybrzuszenie to niewielka część mieszka włosowego, która jest niszą dla komórek macierzystych mieszków włosowych lub HFSC.

HFSC mogą różnicować się w większość komórek nabłonka skóry, w tym keratynocyty i komórki mieszków włosowych. Te komórki macierzyste umożliwiają ciągłą regenerację mieszków włosowych, a także mogą pomóc w naprawie ran nabłonkowych.

Na początku fazy wzrostu mieszków włosowych niewielka liczba uśpionych HFSC jest aktywowana przez skupisko komórek mezenchymalnych, znane jako brodawka skórna. Te aktywowane HFSC następnie ostatecznie różnicują się w łodygę włosa i inne komórki mieszków włosowych.

Dolna część wybrzuszenia zawiera komórki macierzyste melanocytów, które są aktywowane wraz z HFSC. Te komórki macierzyste namnażają się i różnicują w melanocyty, które wytwarzają melaninę – pigment, który naturalnie barwi włosy i skórę.