Почему заживление кожи может мешать последующему росту волос?

Согласно гипотезе, повторное заживление вызывает устойчивое удвоение всего генома у части активированных клеток-предшественников волосяных фолликулов и их потомков, остающихся в нише. Предполагается, что увеличенные в размерах клетки-потомки ускоряют восстановление эпителиального покрова. При этом полиплоидные клетки-предшественники, остающиеся в нише, сохраняют фолликулярную идентичность, но не способны последовательно завершать продуктивные деления. Такие деления необходимы для последующего восстановления волос. Гипотеза связывает необратимую утрату функции с изменением хромосомного набора и способности к митозу. Гипотеза не связывает это нарушение с утратой фолликулярной идентичности или расходованием ограниченного запаса стволовых клеток при их выходе из фолликула. Предотвращение связанного с заживлением удвоения генома позволило бы стабилизировать SPV_5 даже при неизменном первичном закрытии раны.

При этом условии отсроченное нарушение функции фолликулов будет связано с устойчивым удвоением генома у клеток-предшественников, остающихся в нише. Эта связь сохранится после учёта вовлечения клеток в заживление, их численности и воспаления. Эти клетки сохранят способность к фолликулярной дифференцировке, но не смогут последовательно завершать продуктивные деления в эксперименте по реконструкции фолликулов, даже при благоприятных условиях и отсутствии иммунных клеток. Избирательное предотвращение эндоредупликации во время заживления сохранит последующее образование волос без уменьшения выхода клеток из фолликула. Перенос одинакового числа клеток в другую нишу или удаление клеток с маркером CD8 после закрытия раны не устранит уже возникшее нарушение. Отсутствие устойчивого удвоения генома или способность полиплоидных клеток, у которых произошло устойчивое удвоение генома, осуществлять нормальные последовательные циклы регенерации опровергнут предложенный механизм.

Эта связь сохранится после учёта вовлечения клеток в заживление, их числа и воспаления. Эти клетки сохранят способность к фолликулярной дифференцировке, но не смогут последовательно проходить полноценные клеточные деления в опыте по реконструкции ткани при благоприятных условиях и в отсутствие иммунных клеток. Избирательное предотвращение эндоредупликации во время заживления сохранит последующее образование волос без уменьшения выхода клеток из фолликулов. Перераспределение клеток между нишами с сохранением их числа или удаление клеток, несущих кластер дифференцировки 8 (CD8), после закрытия раны не восстановит уже нарушенную функцию. Отсутствие устойчивого удвоения генома или нормальное прохождение последовательных циклов регенерации затронутыми полиплоидными клетками опровергнет этот механизм.

Повторное заживление кожи может создавать условия для иммунных атак, нарушающих последующий рост волос даёт другое предсказание: У старых мышей с метками для отслеживания клеточных линий отсроченное нарушение функции волосяных фолликулов будет связано со стойким удвоением генома в клетках-предшественниках, оставшихся в нише. Мышей заранее подберут по сходной динамике закрытия повторных ран. Эта связь сохранится после учёта вовлечения клеток в восстановление ткани, их численности и воспаления. Эти клетки сохранят способность к фолликулярной дифференцировке, но не смогут последовательно делиться с образованием дочерних клеток в опыте по реконструкции ткани в благоприятных условиях при отсутствии иммунных клеток. Избирательное предотвращение эндоредупликации во время восстановления ткани сохранит последующий рост волос без уменьшения выхода клеток из фолликулов. Перенос равного числа клеток в другую нишу или удаление клеток с маркером CD8 после закрытия раны не устранит уже возникшее нарушение. Отсутствие стойкого удвоения генома или нормальные последовательные циклы регенерации с участием затронутых полиплоидных клеток опровергнут этот механизм.

Согласно проверяемой гипотезе, повторное закрытие ран приводит к устойчивому несоответствию между функциональными возможностями эпителиальных клеток и нишами, в которых эти возможности наиболее полезны. Клетки с высокой способностью к регенерации волосяных фолликулов закрепляются в восстановленном эпидермисе. Занявшие их место клетки поддерживают эпителиальный покров фолликулов, но недостаточно поддерживают рост волос, когда потребность в нём возникает позднее. Общее число жизнеспособных клеток и собственная функциональная способность каждой клетки могут полностью восстановиться, однако функция органа остаётся нарушенной из-за неправильного распределения клеток по нишам. Дефект сохраняется, поскольку функционально способные клетки остаются в неподходящих компартментах. Эта гипотеза предполагает, что исправление распределения клеток без добавления клеток или изменения их внутреннего состояния стабилизирует SPV_5.

В реконструированных парных компартментах взаимный перенос равного числа клеток, расположенных в неподходящих нишах, восстановит образование волос фолликулами при сохранении полного набора клеток и того же препарата стромы, без изменения плоидности или подавления иммунных клеток. Имитация обмена с сохранением исходного распределения клеток не восстановит образование волос. Если исправление распределения клеток не восстановит образование волос, хотя приживление и совместимость подтверждены, гипотезы внутренних повреждений клеток, связанных с митозом, или иммунной атаки получат преимущество перед этой гипотезой.

У этих мышей отсроченная утрата функции фолликулов после учёта привлечения клеток, их числа и воспаления будет связана с устойчивым удвоением генома в клетках-предшественниках, оставшихся в нише. Эти клетки сохранят способность к фолликулярной дифференцировке, но не смогут совершать серию продуктивных делений в реконструированной ткани, где созданы благоприятные условия и отсутствуют иммунные клетки. Избирательное предотвращение эндоредупликации во время восстановления сохранит последующее образование волос, не уменьшая выход клеток из фолликулов. Перераспределение равного числа клеток между нишами или удаление CD8-клеток после закрытия раны не восстановит уже утраченную функцию. Отсутствие устойчивого удвоения генома или способность этих полиплоидных клеток обеспечивать нормальную регенерацию в последовательных циклах опровергнет этот механизм.

Повторное заживление кожи может создавать условия для иммунных атак, нарушающих последующий рост волос даёт другое предсказание: Если предшествующее заживление протекало по-разному, но показатели закрытия ран, общее число жизнеспособных эпителиальных клеток и суммарная регенеративная способность ex vivo одинаковы, последующий рост волос будет зависеть от того, какие меченые клетки занимают фолликулярные и эпидермальные ниши. В реконструированных парных компартментах взаимный перенос равного числа клеток, занимающих неподходящие ниши, при сохранении всех исходных клеток и препарата стромы восстановит рост волос без изменения плоидности или подавления иммунных клеток. Имитация переноса с сохранением исходного распределения клеток такого эффекта не даст. Если исправление распределения клеток по нишам не восстановит рост волос при подтверждённых приживлении и совместимости, эта гипотеза уступит по убедительности гипотезам, связывающим нарушение функции с собственными повреждениями клеток, связанными с митозом, или с иммунной атакой.

Согласно гипотезе, вовлечение клеток волосяных фолликулов в повторное заживление делает антигены придатков кожи, обычно недоступные иммунной системе, доступными для неё и вызывает адаптивный иммунный ответ против них. После закрытия раны выжившие клетки-предшественники волосяных фолликулов сохраняют регенеративную способность, однако при последующем анагене их потомки подвергаются антигенспецифической цитотоксической атаке. В таком случае отсроченная нагрузка на придатки кожи выявляет реальный приобретённый функциональный дефицит, обусловленный иммунной сенсибилизацией. Закрепление клеток в другой клеточной линии или внутреннее повреждение клеток-предшественников эта гипотеза исключает именно как причины дефицита. Предотвращение антигенспецифической атаки, вызванной заживлением, при сохранении противомикробного и противоопухолевого иммунного надзора позволило бы стабилизировать SPV_5.

После переноса очищенных T-клеток от животных с этим нарушением у совместимых реципиентов возникнет нарушение функции придатков кожи, проявляющееся при нагрузке, без переноса эпителиальных клеток донора. При этом эпителиальные клетки из поражённой ткани будут нормально обеспечивать регенерацию при реконструкции в благоприятных условиях без иммунных клеток. Прерывание соответствующего T-клеточного ответа после закрытия раны восстановит функцию без замены или повторного подбора эпителиальных клеток. Если перенести фенотип не удастся, а дисфункция эпителиальных клеток сохранится в отсутствие иммунных клеток, это будет свидетельствовать против предложенного механизма.

Отсроченное нарушение функции волосяных фолликулов будет связано со стойким удвоением генома в клетках-предшественниках, оставшихся в нише. Эта связь сохранится после учёта вовлечения клеток в заживление, их численности и воспаления. Эти клетки сохранят способность дифференцироваться в клетки волосяного фолликула, однако в тесте реконструкции в благоприятных условиях без иммунных клеток не смогут последовательно делиться, обеспечивая регенерацию. Избирательное предотвращение эндоредупликации во время заживления сохранит последующий рост волос без уменьшения выхода клеток из волосяных фолликулов. Перераспределение клеток между нишами при одинаковой численности или деплеция CD8-клеток после закрытия раны не устранит уже возникшее нарушение. Отсутствие стойкого удвоения генома или нормальная регенерация в последовательных циклах с участием затронутых полиплоидных клеток опровергнет этот механизм.

Неправильное расположение функционально сохранных клеток может препятствовать возобновлению роста волос после заживления кожи даёт другое предсказание: При сравнении участков кожи с разной историей восстановления, но одинаковыми показателями закрытия раны, общим числом жизнеспособных эпителиальных клеток и совокупной регенеративной способностью ex vivo последующий рост волос будет зависеть от того, какие меченые клетки занимают ниши волосяных фолликулов и эпидермиса. В парных реконструированных тканевых компартментах взаимный перенос одинакового числа клеток, оказавшихся в несоответствующих нишах, при сохранении полного набора клеток и того же стромального препарата восстановит рост волос без изменения плоидности или подавления иммунных клеток. Имитация такого переноса с сохранением исходного распределения клеток не восстановит рост волос. Если исправление распределения клеток не восстановит рост волос, хотя приживление и совместимость клеток подтверждены, результат будет свидетельствовать в пользу гипотез о внутренних повреждениях клеток, связанных с митозом, или об иммунной атаке.