理发或剃须后毛发仍会重新生长是因为生成毛发的器官“毛囊”在发挥作用。动物的大部分器官都是在胎儿期形成的,出生后不会再生长出全新的器官。然而,毛囊却会周期性地退化和再生,终生都会产生毛发。到目前为止,人们对支撑毛囊再生和毛发生成的毛囊干细胞是如何被产生出来的了解甚少。
在毛囊形成前的上皮片上,不同细胞命运的细胞呈同心圆状排列。之后,同心圆图案随着发育进入身体内部,各区域像伸缩式望远镜一样沿着长轴方向延伸,形成三维管状分区,由此形成毛囊结构。未来的毛囊干细胞就从这些分区中诱导出来的。
日本理化学研究所生命机能科学研究中心细胞外环境研究团队的森田梨津子研究员和藤原裕展组长等人组成的研究团队发现,毛囊干细胞是从与以前认为的区域不同的位置的细胞中诱导出来的。研究团队利用独特的数据驱动法发现,发育中的毛囊会被分割成管状分区、这些分区在毛囊形成前的上皮组织中作为同心圆环状细胞预定型(Prepattern)存在、未来的毛囊干细胞是通过这些分区中的一个诱导而来的。
研究团队将同心圆环状细胞预定型像望远镜伸长一样形成管状分区的毛囊发育过程命名为“望远镜模型”。这种望远镜模型有望成为各种生物的体表器官发育和干细胞诱导结构的共同机制。这项研究成果不仅是干细胞生物学,还有望为再生医疗研究提供新的基础知识。
文:JSTnews9月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部