Eine überraschende Verbindung zwischen Immunsystem und Haarwachstum

Zusammenfassung: Regulatorische T-Zellen interagieren mit Hautzellen unter Verwendung von Glucocorticoid-Hormonen, um neue Haarfollikel zu erzeugen und das Haarwachstum zu fördern. Die Ergebnisse könnten positive Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Therapien zur Behandlung von Alopezie und anderen Haarausfallerkrankungen haben.

Quelle: Salk-Institut

Salk-Wissenschaftler haben ein unerwartetes molekulares Ziel einer gängigen Behandlung von Alopezie entdeckt, einer Erkrankung, bei der das Immunsystem einer Person ihre eigenen Haarfollikel angreift und Haarausfall verursacht.

Die Ergebnisse, veröffentlicht in Natur Immunologie am 23. Juni 2022 beschreiben, wie Immunzellen, sogenannte regulatorische T-Zellen, mit Hautzellen interagieren, indem sie ein Hormon als Botenstoff verwenden, um neue Haarfollikel und Haarwuchs zu erzeugen.

„Seit langem werden regulatorische T-Zellen daraufhin untersucht, wie sie übermäßige Immunreaktionen bei Autoimmunerkrankungen verringern“, sagt der korrespondierende Autor Ye Zheng, außerordentlicher Professor am NOMIS-Zentrum für Immunbiologie und mikrobielle Pathogenese von Salk.

„Jetzt haben wir das vorgeschaltete hormonelle Signal und den nachgeschalteten Wachstumsfaktor identifiziert, die tatsächlich das Haarwachstum und die Regeneration fördern, völlig unabhängig von der Unterdrückung der Immunantwort.“

Die Wissenschaftler begannen nicht damit, Haarausfall zu untersuchen. Sie interessierten sich für die Erforschung der Rolle von regulatorischen T-Zellen und Glucocorticoid-Hormonen bei Autoimmunerkrankungen. (Glucocorticoid-Hormone sind von Cholesterin abgeleitete Steroidhormone, die von der Nebenniere und anderen Geweben produziert werden.) Sie untersuchten zunächst, wie diese Immunkomponenten bei Multipler Sklerose, Morbus Crohn und Asthma funktionieren.

Sie fanden heraus, dass Glucocorticoide und regulatorische T-Zellen nicht zusammenarbeiteten, um bei diesen Erkrankungen eine signifikante Rolle zu spielen. Sie dachten also, sie hätten mehr Glück, wenn sie sich Umgebungen ansehen würden, in denen regulatorische T-Zellen besonders hohe Konzentrationen von Glukokortikoidrezeptoren exprimieren (die auf Glukokortikoidhormone ansprechen), wie z. B. in Hautgewebe.

Die Wissenschaftler induzierten Haarausfall bei normalen Mäusen und Mäusen, denen Glucocorticoid-Rezeptoren in ihren regulatorischen T-Zellen fehlten.

„Nach zwei Wochen sahen wir einen merklichen Unterschied zwischen den Mäusen – die normalen Mäuse wuchsen ihre Haare nach, aber die Mäuse ohne Glukokortikoidrezeptoren konnten dies kaum“, sagt Erstautor Zhi Liu, ein Postdoktorand im Zheng-Labor.

“Das war sehr auffällig und hat uns die richtige Richtung für die Zukunft aufgezeigt.”

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Art Kommunikation zwischen regulatorischen T-Zellen und Haarfollikel-Stammzellen stattfinden muss, um die Haarregeneration zu ermöglichen.

Anschließend untersuchten die Wissenschaftler mit verschiedenen Techniken zur Überwachung der vielzelligen Kommunikation, wie sich die regulatorischen T-Zellen und Glucocorticoid-Rezeptoren in Hautgewebeproben verhalten.

Sie fanden heraus, dass Glukokortikoide die regulatorischen T-Zellen anweisen, Haarfollikel-Stammzellen zu aktivieren, was zu Haarwachstum führt. Dieses Übersprechen zwischen den T-Zellen und den Stammzellen hängt von einem Mechanismus ab, bei dem Glucocorticoid-Rezeptoren die Produktion des Proteins TGF-beta3 induzieren, alles innerhalb der regulatorischen T-Zellen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Art Kommunikation zwischen regulatorischen T-Zellen und Haarfollikel-Stammzellen stattfinden muss, um die Haarregeneration zu ermöglichen. Das Bild ist gemeinfrei

TGF-beta3 aktiviert dann die Haarfollikel-Stammzellen, um sich in neue Haarfollikel zu differenzieren, wodurch das Haarwachstum gefördert wird. Zusätzliche Analysen bestätigten, dass dieser Signalweg völlig unabhängig von der Fähigkeit der regulatorischen T-Zellen war, das Immunsystem im Gleichgewicht zu halten.

Allerdings produzieren regulatorische T-Zellen normalerweise nicht TGF-beta3, wie sie es hier taten. Als Wissenschaftler Datenbanken durchsuchten, stellten sie fest, dass dieses Phänomen in verletztem Muskel- und Herzgewebe auftritt, ähnlich wie die Haarentfernung in dieser Studie eine Verletzung des Hautgewebes simulierte.

„Bei akuter Alopezie greifen Immunzellen das Hautgewebe an und verursachen Haarausfall. Das übliche Heilmittel ist die Verwendung von Glukokortikoiden, um die Immunreaktion in der Haut zu hemmen, damit sie die Haarfollikel nicht ständig angreifen“, sagt Zheng. „Die Anwendung von Glukokortikoiden hat den doppelten Vorteil, dass sie die regulatorischen T-Zellen in der Haut dazu anregt, TGF-beta3 zu produzieren, wodurch die Aktivierung der Haarfollikel-Stammzellen stimuliert wird.“

Diese Studie zeigte, dass regulatorische T-Zellen und Glucocorticoid-Hormone nicht nur Immunsuppressiva sind, sondern auch eine regenerative Funktion haben. Als nächstes werden die Wissenschaftler andere Verletzungsmodelle untersuchen und regulatorische T-Zellen aus verletztem Gewebe isolieren, um erhöhte Werte von TGF-beta3 und anderen Wachstumsfaktoren zu überwachen.

Finanzierung: Diese Arbeit wurde unterstützt durch ein NOMIS-Stipendium und die NOMIS Foundation, das National Institute of Health (NCI CCSG P30-014195, NIA P01- 454 AG073084, NIA-NMG RF1-AG064049, NIA P30-AG068635, R01-AI107027, R01-AI1511123 , R21-AI154919 und S10-OD023689), dem Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust, der Crohn’s and Colitis Foundation, dem National Cancer Institute und Salk’s Cancer Center Core Facilities (P30-CA014195).

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Andere Autoren waren Xianting Hu, Yuqiong Liang, Jingting Yu und Maxim N. Shokhirev von Salk; und Huabin Li von der Fudan-Universität in Shanghai.

Über dieses Immunsystem und Neuigkeiten aus der Haarwachstumsforschung

Autor: Pressebüro
Quelle: Salk-Institut
Kontakt: Pressestelle – Salk Institute
Bild: Das Bild ist gemeinfrei

Ursprüngliche Forschung: Geschlossener Zugang.
Glucocorticoid-Signalweg und regulatorische T-Zellen arbeiten zusammen, um die Nische der Haarfollikel-Stammzellen aufrechtzuerhalten„Von Ye Zheng et al. Natur Immunologie


Abstrakt

Glucocorticoid-Signalweg und regulatorische T-Zellen arbeiten zusammen, um die Nische der Haarfollikel-Stammzellen aufrechtzuerhalten

Die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase hängt von der Kommunikation zwischen Stammzellen und unterstützenden Zellen in derselben Nische ab. Regulatorische T-Zellen (TReg Zellen) entwickeln sich zu einer kritischen Komponente der Stammzellnische, um ihre Differenzierung zu unterstützen.

Wie TReg Zellen in dieser Mikroumgebung dynamische Signale wahrnehmen und mit Stammzellen kommunizieren, ist weitgehend unbekannt. In der vorliegenden Studie wurde durch die Verwendung von Haarfollikeln (HFs) zur Untersuchung von TReg Zell-Stammzell-Crosstalk zeigen wir eine unerkannte Funktion des Steroidhormons Glucocorticoid bei der Instruktion hautbewohnter TReg Zellen, um die Aktivierung von HF-Stammzellen (HFSC) und die HF-Regeneration zu erleichtern.

Ablation des Glukokortikoidrezeptors (GR) in TReg Zellen blockieren die Haarregeneration, ohne die Immunhomöostase zu beeinträchtigen. Mechanistisch kooperieren GR und Foxp3 in TReg Zellen, um den transformierenden Wachstumsfaktor β3 (TGF-β3) zu induzieren, der Smad2 / 3 in HFSCs aktiviert und die HFSC-Proliferation erleichtert.

Die vorliegende Studie identifiziert Crosstalk zwischen TReg Zellen und HFSCs, die durch die GR-TGF-β3-Achse vermittelt werden, was ein mögliches Mittel zur Manipulation von TReg Zellen zur Unterstützung der Geweberegeneration.

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