Haargrauung als Modell für die Alterungsforschung
Melanozyten sind melaninproduzierende Zellen, die aus unreifen Melanozyten oder den sogenannten Melanoblasten stammen, die während der Embryogenese aus dem Neuralkamm wandern. Follikuläre Melanozyten zeigen zyklische Aktivierung und“ Melanogenese “ (zur Produktion von Melanin) ist mit Anagen in der sogenannten Anagen-gekoppelten Melanogenese gekoppelt ., Während der Telogenphase wird kein Melaninpigment aktiv synthetisiert, mit nicht nachweisbaren Mengen an Tyrosinase und 5,6-Dihydroxyindol-2-Carbonsäureoxidase . Matrix-Melanozyten beginnen sich von Anagen IIIa an zu vermehren; Dies wird in Anagen IIIb sichtbar, und Melanin wird dann produziert und auf Haare übertragen. Am Ende der Anagenphase sterben reife Melanozyten durch Apoptose während der Regression des zyklischen Teils des Haarfollikels in der Katagenphase ., Die verlorenen Melanozyten werden im nächsten Haarregenerationszyklus wieder aufgefüllt, was das Konzept hervorhebt, dass ein Melanozytenreservoir oder Stammzellpool in den Haarfollikeln vorhanden ist. Frühere Studien identifizierten Dopachrom-Tautomerase als frühen Marker der Melanozytenlinie . Bei transgenen Dct-lacZ-Mäusen wurde das Melanozytenreservoir, das jetzt als Melanozytenstammzellen (MSCs) bekannt ist, im unteren permanenten Teil oder Ausbuchtungsbereich des Maus-Haarfollikels identifiziert, was darauf hinweist, dass diese Population ein Stammzellsystem in jedem einzelnen Haarfollikel bildet ., Beim Menschen sind MSCs als amelanotische Melanozyten bekannt, von denen bekannt ist, dass sie das melanosomale Protein PMEL (auch bekannt als SILV, GP100 oder PMEL17) exprimieren und vom NKI/Beteb-Antikörper erkannt werden . Diese abgerundeten, kleinen, kurzen dendritischen Zellen sind im unteren permanenten Teil der Haarfollikel reichlich vorhanden und teilen Merkmale mit Maus-MSCs .
Das Ergrauen von Haaren ist definitiv das auffälligste Zeichen der menschlichen Hautalterung und wahrscheinlich die früheste Manifestation der Haaralterung., Obwohl die Ursachen nicht vollständig verstanden sind, wird angenommen, dass die unvollständige Aufrechterhaltung von MSCs einer der führenden Mechanismen ist, basierend auf der Feststellung, dass MSCs mit zunehmendem Alter allmählich verloren gehen . Die MSC-Wartung wird von mehreren verschiedenen Signalnetzen durchgeführt. Es wird vorgeschlagen, dass der Mikrophthalmie-assoziierte Transkriptionsfaktor (MITF), der Hauptregulator der Melanozytenentwicklung, zusammen mit seinem Downstream-Gen BCL2, seinem Upstream-Wnt-Signalweg und dem gepaarten Box-Protein Pax-3-Transkriptionsfaktor eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung von MSCs spielt., Darüber hinaus können die umgebenden Haarfollikelstammzellen auch als funktionelle Nische dienen, um die Ruhe von MSCs durch Sekretion des transformierenden Wachstumsfaktors beta (TGF-β) aufrechtzuerhalten . Ähnliche Ergebnisse wurden auch beim Menschen beobachtet, wo Mitf-positive „amelanotische Melanozyten“, die Merkmale mit Maus-MSCs teilen und sich in der äußeren Wurzelscheide in der Nähe der Ausbuchtung befinden, bei 20-30-Jährigen zahlreich sind, bei 70-90-Jährigen jedoch fehlen . Tatsächlich zeigen neuere Daten auch, dass das Altern durch akkumulierte DNA-Schäden verursacht wird, z., durch ionisierende Strahlung wird die Erneuerungskapazität von MSCs blockiert, indem ihre Differenzierung in reife Melanozyten ausgelöst wird, anstatt Apoptose oder Seneszenz zu induzieren .
Da das Ergrauen der Haare bei einigen Hauterkrankungen oder nach bestimmten medikamentösen Therapien teilweise rückgängig gemacht werden kann , ist es jedoch möglich, dass Veränderungen der Haarerhaltung nicht der einzige Mechanismus des Ergrauens der Haare sind., Aufgrund der Ansammlung großer Mengen reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) über Oxidation von Tyrosin und Dopa zu Melanin im Melaninsyntheseprozess während der Anagenphase wird angenommen , dass Melanozyten der Haarzwiebel besonders anfällig für durch freie Radikale induzierte Alterung sind. Diese Theorie wird durch die Feststellung gestützt, dass das Ergrauen der Pigmenteinheit der Haarfollikel aus erhöhter Melanozytenapoptose und oxidativem Stress resultiert ., Die „gemeinsame“ Deletion, ein Marker für die mitochondriale DNA-Deletion aufgrund von akkumulierenden oxidativen Stressschäden, war bei ergrauten Haarfollikeln am stärksten ausgeprägt . Die Beobachtung, dass sich Wasserstoffperoxid (H2O2) in menschlichen grau-weißen Kopfhauthaarschäften ansammelt und die Katalaseexpression in epidermalen Melanozyten mit zunehmendem Alter verringert wird, zeigt auch, dass übermäßiger exogener oxidativer Stress und eine beeinträchtigte endogene Redoxkapazität weitere wichtige Faktoren sind, die mit dem altersbedingten Vergrauen der Haare verbunden sind .,
Anders als die Stammzellen selbst und das Nischenmilieu spielte auch die Makroumgebung außerhalb der Nischen eine wichtige Rolle bei der Modulation der Homöostase von Haarstammzellen . Da Haarstammzellen als funktionelle Nische zur Aufrechterhaltung der Ruhe bei MSCs dienen können und die Aktivierung von MSCs eng mit dem Haarregenerationszyklus verbunden ist, kann vermutet werden, dass eine „insgesamt gealterte Umgebung“ die altersbedingte Haarvergrauung durch Regulierung des Verhaltens von MSCs beeinflussen kann., Aufgrund seines offensichtlichen Phänotyps und seines charakteristischen zyklischen Aktivierungsmusters könnte der ergraute Haarfollikel daher ein einzigartiges Modell bieten, um die Mechanismen des Alterns sowie Anti-Aging-Strategien zu untersuchen.