Кожа содержит два типа взрослых стволовых клеток: эпидермальные и волосяных фолликулов. Казалось бы, их роли четко распределены: одни поддерживают кожу, другие отвечают за рост волос. Но исследователи из Университета Рокфеллера выяснили, что стволовые клетки волосяных фолликулов (СКВФ) могут переключаться и помогать заживлять повреждения. Как они понимают, что пора сменить задачу?

Оказалось, все решает интегрированный стрессовый ответ  (ИСО) — механизм, который заставляет клетки экономить энергию для самых важных процессов.

Интегрированный стрессовый ответ (ИСО) — это система, которая активируется в клетках при нехватке ресурсов (например, аминокислот) или повреждении. Она перестраивает работу клетки, заставляя ее тратить энергию только на самое необходимое, а второстепенное — откладывать.

Результаты опубликованы в издании Cell Metabolism.

Ключевой сигнал — аминокислота серин, содержащаяся в мясе, зерновых и молоке. Если ее уровень падает, ИСО активируется, и СКВФ замедляют рост волос. А если при этом кожа травмирована, процесс восстановления ускоряется за счет полного перенаправления ресурсов на заживление.

Лишение серина работает как точная настройка: клетки переключаются с волос на кожу, — объясняет Джесси Новак, ведущий автор исследования. — Возможно, контролируя уровень серина через диету или лекарства, мы сможем ускорять заживление ран.

Как это работает

• В обычных условиях СКВФ заняты ростом волос.
• При дефиците серина они переходят в энергосберегающий режим.
• При травме полностью переключаются на восстановление кожи.

Когда верхний слой кожи поврежден, за регенерацию обычно отвечают эпидермальные стволовые клетки. Но если их нет, СКВФ берут инициативу на себя.

Для организма проплешина не критична, а вот открытая рана — угроза, — говорит Элейн Фукс, руководитель исследования. — Поэтому в стрессовых условиях кожа получает приоритет.

Можно ли, наоборот, усилить рост волос, повысив уровень серина? Увы, организм жестко регулирует его концентрацию. Даже при шестикратной дозе в пище уровень серина в крови вырос всего на 50%. Однако эксперименты показали: если клетки лишены возможности синтезировать серин сами, но получают его из пищи, рост волос частично восстанавливается.

Теперь ученые хотят проверить, как повлияет на заживление снижение серина в диете или препараты, воздействующие на ИСО. А еще — выяснить, уникален ли серин или другие аминокислоты тоже влияют на выбор клеток.

Польза исследования

• Ускоренное заживление ран — манипуляции с серином могут помочь при хронических повреждениях кожи.
• Контроль выпадения волос — если понять, как точно регулировать переключение СКВФ, можно создать терапию против алопеции.
• Профилактика рака — ранее было показано, что ограничение серина тормозит опухоли; теперь ясно, как это влияет на здоровые ткани.

Исследование проводилось на мышах, а у человека метаболизм серина и стрессовый ответ могут работать иначе. Кроме того, длительный дефицит серина в диете потенциально опасен для нервной системы, где эта аминокислота играет ключевую роль.

Ранее ученые выяснили, какая аимнокислота блокирует активность бактерий.