Epilointi aiheuttaa hiusten ja ihon hyperpigmentaatio C57BL/6J hiiriä
Yleensä, karvatupet selkä ihon hiiret näyttö synkronoitu ensimmäinen hiukset cycle15., Karvatupet koko selän iho ovat tyypillisesti anagen syntymän päivä 1-12, vuonna catagen päivästä 16-19, ja telogen sen jälkeen kunnes seuraava anagen11, 22, 23. Visualisoida ihon pigmentti muutoksia aikana synnytyksen jälkeinen hiukset sykli, meidän on karvattava selkä vartalon ja pään alueiden C57BL/6J hiiret klo synnytyksen jälkeinen päivä 11 (P11) (anagen VI vaihe ensimmäinen hiukset sykli), P21 (telogen vaihe), tai P30, vastaavasti. Kuten kuvassa. 1A, koko iho oli homogeenisesti musta at P11 ja tasaisesti vaaleanpunainen klo P21., Kiehtovasti P30: ssä päänahan iho oli kuitenkin vielä Vaaleanpunainen, kun taas selkänahka oli musta (viikuna. 1 A). Nämä tiedot osoittavat, että vaikka McSCs päänahan karvatupet erilaistua kypsä melanosyyttien ensimmäisellä hiukset sykli, ne eivät ole käytössä uudistua melanosyyttien ajanhetkellä, kun taas karvatupet ovat jo anagen toisen hiukset sykli. Siksi testasimme, voisiko epilointi aktivoida McSCs päänahassa tässä vaiheessa., Tämä epilointi hoito merkittävästi aiheuttama ilmaus tulehduksellinen tekijät, mutta niiden taso on paljon alhaisempi kuin sen aiheuttama haava vamma, mikä viittaa siihen, että epilointi aiheuttaa vain lievää muotoa, ihon vammoja (Kuva. S1). Mielenkiintoista, kun päänahan hiuksia C57BL/6J hiiret olivat epilated klo P21 (kuten mainittu, telogen vaiheessa, ensimmäinen hiukset sykli), päänahan pigmentti oli merkittävästi lisääntynyt (6.06 ± 1.5 kertaiseksi, n = 9), jo 7 päivää myöhemmin, P28 (Fig. S2A, B) ja epilointialue tuottivat pigmentoidun Saaren (kuva. 1 B)., Vastaavasti epiloinnin aiheuttama uudistamiseksi karvat olivat hyperpigmented (2.68 ± 0.87 kertaiseksi, n = 5) verrattuna karvat ei-epilated valvonta (Fig. 1C, D). Nämä tulokset osoittavat, että päänahassa epilointi voi aiheuttaa ennenaikaista ihon repigmentaatiota ja hiusten hyperpigmentaatiota.
Koska karvat fysiologisesti uudistua takana C57BL/6J hiiret aikana ensimmäinen synnytyksen jälkeinen hiukset sykli (Kuva. 1A), pohdimme myös, aiheuttaisiko epilointi muutoksia hiusten uusiutumiseen selässä. Todellakin, 7 päivää epiloinnin jälkeen P21, epiloitu alue oli hyperpigmentoitu verrattuna unepilated one (Kuva. S2C, D), kuten myös yksittäiset uudistuneet karvat (Kuva. S2E)., Nämä tiedot viittaavat siihen, että epiloinnin aiheuttama hyperpigmentaatio ei rajoitu päänahkaan. Näiden havaintojen perusteella kysyimme myös, toimivatko epiloinnin aiheuttaman hyperpigmentaation vaikutukset edelleen vanhoilla hiirillä. Kiehtovaa on se, että uusiutuvat karvat takana 1,5 vuotta vanha hiiret tuli huomattavasti hyperpigmented 30 päivää sen jälkeen karvanpoisto (1.07 ± 0.08 kertaiseksi, n = 3), verrattuna unepilated, lepää karvat (0.84 ± 0.03) (Kuva. 1E, F). Lisäksi HPLC-analyysi osoitti, että epilointi aiheuttaa eumelanin synteesi (1.79 ± 0.09 kertaiseksi, n = 3) sen sijaan pheomelanin synteesi (0.97 ± 0.,12-kertainen, N = 3) takakarvoissa (Kuva. S3). Tämä viittaa siihen, että epilointi aiheuttaa aktivointi McSCs tuottaa joko kypsempi melanosyyttien, tai se lisää melaniinin synteesiä kypsä melanosyyttien hiukset sipulit vuotiaiden hiirillä.
Karvanpoisto-vamman stimuloi McSC proliferaatiota ja indusoi sukupolven ihon ja orvaskeden melanosyyttien ja ilmaus melanogeneesiprosessin liittyviä geenejä
ottaen Huomioon, että melanogeneesiprosessin on kytketty anagen24, tutkimme, onko epiloinnin aiheuttama pigmentti päänahka on aiheuttanut anagen induktio. Kuten kuvassa., 2A, epiloinnin aiheuttama karvatupet alkoi anagen heti, kun taas ei-epilated ohjaus hiirillä, karvatupet pysyi telogen pidemmän ajan kuluessa. Siksi lepäävä karvatupen McSCs reagoi epilointiin aktivoitumalla. Seitsemän päivää epiloinnin jälkeen pigmentoituneita melanosyyttejä havaittiin kypsien hiuslampujen lisäksi verinahassa, karvatuppien aukoissa ja interfollikulaarisessa orvaskedessä (viikuna. 2 A)., Vastaavasti, melanosyyttien-erityisiä markkereita, kuten PMEL17 ja TYR havaittiin epiloinnin aiheuttama pigmentoituneet alueilla, mutta ei hallitse karvatupet (Fig. S4A). Lisäksi western blot-tiedot osoittivat, että tasot melanogeneesiprosessin liittyviä proteiineja TYRP1 (4.22 ± 0.96 kertaiseksi, n = 6) ja TYR (9.75 ± 2.76 kertaiseksi, n = 6) olivat molemmat kasvoi huomattavasti karvanpoisto (Fig. S4B ja S9). Tulokset viittaavat siihen, että epilointi paitsi aktivoi McSCs: ää myös indusoi melanosyyttien uudistumista kansoittamaan interfollikulaarisia alueita.,
takana iho, 7 päivää epiloinnin jälkeen klo P21, yhteensä melanosyyttien määrä kussakin hiukset polttimo (20 ± 1.9) oli merkittävästi lisääntynyt verrattuna fysiologinen palautuminen (15.7 ± 1.4) (Fig. 2 B)., Vastaavasti, siellä oli myös enemmän melanosomien vuonna epiloinnin indusoiman regeneroidun hiukset sipulit kuin fysiologisesti regeneroitu hiukset sipulit (Fig. 2c ja Fig. S4C, D). Nämä tiedot viittaavat siihen, että epilointi aiheutti McSC-hyperproliferaation ensimmäisen postnataalisen hiussyklin aikana. Todellakin, 3 päivää sen jälkeen karvanpoisto, että McSCs’ leviämisen korko oli korkeampi (86.2 ± 3,5% solut olivat Ki67-positiivinen epiloinnin verrattuna 45,6 ± 3.4% solujen positiivinen Ki67 kontrollit) (Fig. 2D)., Mielenkiintoista, KIT-positiivisia soluja ei löydy iho, mutta ne olivat hiukset pullistuma 1 päivän jälkeen epiloinnin ja selvästi läsnä orvaskeden 3 päivää epiloinnin jälkeen (Kuva. 2e ja Fig. S5). Määrä Kit+ solujen epilated orvaskeden (2.32 ± 0.72/jakso, n = 4) on lisääntynyt merkittävästi verrattuna fysiologinen orvaskeden (0.77 ± 0.68/jakso, n = 4) (Fig. 2 F). Vastaavasti 7 päivää epiloinnin jälkeen orvaskedestä löytyi myös pigmentoituneita soluja (viikuna. 2 E,F)., Lisäksi kvantitatiivinen RT-PCR-7 päivää epiloinnin jälkeen kävi ilmi, induktio monet melanogeneesiprosessin liittyviä geenejä, kuten Tyr (2.84 ± 1.13 taita yli ohjaus, n = 3), Tyrp1 (3.89 ± 0.72 kertaiseksi, n = 3), Mitf (3.47 ± 0.38 kertaiseksi, n = 3), Sox10 (2.13 ± 1.13 kertaiseksi, n = 3), Pax3 (3.18 ± 0.43-kertaiseksi, n = 3) ja Ednrb (3.28 ± 0.62 kertaiseksi, n = 3) (Fig. S6A). Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että epilointi aiheuttaa McSCs leviämisen, muuttoliike epidermikseen, ja stimulaatio melanogeneesiprosessin ohjelma.,
Epilointi aiheuttaa EDN3 ilmaisun karvatupet ja iho
Joukossa geenien aiheuttama karvanpoisto, EDNRB oli erityisen kiinnostava, koska se on hyvin tiedossa, osallistuminen sääntelyn melanosyyttien lineage1, 12. Äskettäin, ilmaus sen ligandien Edn1 ja Edn2 on raportoitu olevan suurentunut aikana fysiologisia anagen hiukset, mutta sen ligandin Edn3 ilme ei affected12. Siksi pohdimme, aiheuttaisiko takakarvojen karvanpoisto nämä ligandit., Vahvistuksen edellä tuloksia, huomasimme, että aikana fysiologinen palautuminen, ilmaus Edn1 ja Edn2 oli kasvanut takaisin ihon P26, mutta Edn3 ilme ei näyttänyt muutosta (Kuva. 3 A ja Fig. S11). Yllättäen epilointi ei kuitenkaan ainoastaan indusoinut Edn1: n ja Edn2: n ilmentymistä, vaan myös Edn3: n (kuva. 3A), jonka koodattu tuote, EDN3, on aiemmin osoitettu olevan osallisena melanosyyttien kehittäminen1, 25, 26. Niinpä keskitimme tutkimuksemme EDN3: een ja sen signalointireittiin. Havaitsimme, että edn3-proteiinin pitoisuus suureni merkittävästi epiloidulla iholla (D0, 0.,94 ± 0.2-kertaiseksi; D3, 1.81 ± 0.09 kertaiseksi; D5, 4.57 ± 0.67 kertaiseksi; n = 6), mutta pysyi alhaisena hallita ihon (D0, 1.25 ± 0.47 kertaiseksi; D3, 0.83 ± 0.14 kertaiseksi; D5, 1.21 ± 0.2-kertaiseksi; n = 6) (Kuva. 3b ja Fig. S12). Immunohistokemia osoitti, että epilointi päivä 1, EDN3 proteiinia oli lisääntynyt ihon papilla, iho, ja toissijainen hiukset alkio. Päivänä 7 sitä lisättiin myös karvatupen aukoissa (viikuna. 3 C). Alueet, joilla oli korkea epilointi aiheuttama EDN3 tasot olivat läheisessä kosketuksessa McSCs toissijaisten hiusten alkio (sHG) tai hiusten polttimo melanosyyttien., Käytetään aikuisten heterotsygoottinen Ednrb bensley / + – hiiret, sitten todettiin, että EDNRB on ilmaistu pigmentoituneet melanosyyttien hiukset sipulit ja sHG, samanlainen ilmaus Dct-bensley karvatupet (Fig. 3D). Lisäksi immunostaining tiedot osoittivat, että β-Gal-positiivisia soluja oli co-merkitty KIT-positiivisia soluja sHG ja MITF-positiiviset solut hiukset polttimo (Fig. 3E), mikä viittaa siihen, että EDNRB on ilmaistu McSCs ja melanosyyttejä., As expected, 7 days after epilation, western blot analysis and immunostaining data showed that Ednrb-lacZ expression is significantly increased in melanocytes (Figs S6B,C and S13). These results suggest that epilation induces EDN3, which then stimulates its receptor EDNRB to regulate McSCs and melanocytes.
EDN3 on tunnettu sen vaikutuksia edistää kasvua ja erilaistumista melanosyyttien precursors1, 25, 26., Äskettäin, siirtogeenisiä yli-ilmentymä EDN3 on raportoitu estää hiusten harmaantumista aiheuttanut toistuvasti epilation27, mikä viittaa siihen, että EDN3 vaikuttaa myös McSCs. Tutkia vaikutus EDN3 on McSCs, me eristetty DCT+ soluja E16.5 wildtype orvaskeden ja kannustanut niitä EDN3 tai BQ788 (an EDNRB estäjä). Kuten kuvassa. S7A, stimulaatio EDN3 lisää merkittävästi leviämisen määrä DCT+ solut (alkaen 43.7 ± 2% jopa 61.4 ± 7.5%, n = 5), mutta tämä vaikutus EDN3 oli täysin estetty BQ788 (26.4 ± 1.56%, n = 5)., Perustuu tosiasiat, että pigmentitön soluja, DCT on erityinen merkki McSCs ja että ei ole kypsä melanosyyttien vuonna E16.5 epidermis4, 28, tulos viittaa siihen, että EDN3/EDNRB tarvitaan McSC leviämisen.
Ednrb tarvitaan epiloinnin aiheuttama hiusten ja ihon pigmentti
arvioida, miten tärkeää EDNRB signalointi epiloinnin aiheuttama ihon hyperpigmentaatio, käytimme homotsygoottinen Ednrb bensley/bensley (Ednrb−/−) hiirillä. Tällaiset hiiret ovat suurelta osin vapaita pigmenttisoluista, mutta säilyttävät pigmentoituneita täpliä pään tyvessä ja pyrstössä., Neljätoista päivää sen jälkeen karvanpoisto pään alueen, elvyttäminen karvat olivat hyperpigmented vuonna wildtype hiiret (2.41 ± 0.55 kertaiseksi, n = 5), mutta ei Ednrb−/− hiirillä (Kuvio. 4 A, B). Vuonna unepilated Ednrb−/− hiiret, tasot melaniinin hiukset akselit olivat alhaisemmat (0.51 ± 0.06 kertaiseksi, n = 5) verrattuna niihin, hallita wildtype hiiret (1.02 ± 0.14 kertaiseksi, n = 5) (Fig. 4 B). Lisäksi ihon repigmentaatio lisääntyi merkittävästi villihiirillä, mutta vain hieman Ednrb – / – hiirillä (viikuna. 4 C). Epiloinnin aiheuttama ihon melaniinipitoisuus oli merkitsevästi pienempi Ednrb – / – hiirillä(1,85 ± 0.,79 kertaiseksi, n = 9) verrattuna kuin wildtype hiiret (5.1 ± 0.62 kertaiseksi, n = 9). Nämä tulokset viittaavat siihen, että poistetaan Ednrb häiritsee epiloinnin aiheuttama hiukset hyperpigmentaatio ja ihon repigmentation. Lisäksi menetys EDNRB liittyy hiusten harmaantuminen. Melaniinin tasoa pigmentoitunut hiukset akselit Ednrb−/− hiiret olivat vähentäneet välillä yhden kuukauden iästä lähtien (0.96 ± 0.1 kertaiseksi, n = 4) ja enintään 12 kuukauden iässä (0.37 ± 0.12 kertaiseksi, n = 4), toisin kuin niiden tasot hiukset akselit wildtype hiiret (1.96 ± 0.17 kertaiseksi, n = 4 yksi kuukausi; 2.15 ± 0.43-kertaiseksi, n = 4, 12 kuukautta) (Kuva. S7B).,
tutkia, onko EDNRB signalointi tarvitaan epiloinnin aiheuttama hyperpigmentaatio takana iho, me suoriteta intradermaalinen injektio BQ788, epiloinnin ja wildtype hiiriä. Kuten kuvassa., 4D, kun ohjaus intradermaalisesti NaCl jälkeen epiloinnin saa ihon hyperpigmentaatio (0,23 ± 0.06 taittaa 1,0 ± 0.15 kertaiseksi, n = 3), injektio BQ788 merkittävästi vähentynyt epiloinnin aiheuttama ihon pigmentti (0.76 ± 0.1 kertaiseksi, n = 3). Tämä havainto viittaa siihen, että farmakologinen häiriöitä EDNRB voi estää epiloinnin aiheuttama ihon hyperpigmentaatio takaisin iholle. Yhdessä nämä tiedot viittaavat siihen, että EDNRB signalointi tarvitaan epiloinnin aiheuttama hyperpigmentaatio.,
EDNRB vaikuttaa McSC leviämisen karvatupet ja säätelee melanogeneesiprosessin liittyvien geenien ilmentyminen
tutkia, miten puute Ednrb vähentää ihon pigmentti, me histologiaa analysoitiin pigmentti karvatupet päänahassa (joka, kuten mainittu, pysyy pigmentoitunut vuonna Ednrb−/− hiirillä, toisin kuin takana). Kuten kuvassa., 5 A, 5. päivänä sen jälkeen karvanpoisto, hiukset sipulit ja hiusten akselit Ednrb−/− hiiret olivat yleensä läsnä päänahan, mutta olivat hypopigmented verrata wildtype hiirillä, mikä viittaa siihen, että menetys EDNRB ei vaikuta hiusten aikana, mutta vähenee melanosyyttien määrä tai melaniinin synteesi polttimo. Itse asiassa 7 päivää epiloinnin jälkeen ednrb−/− hiirten melanosomimäärä oli paljon pienempi kuin villihiirten (viikuna. 5 B)., Lisäksi melanosyyttiä-erityisiä markkereita, kuten PMEL17 ja TYR ei voitu havaita dermis, aukkoja karvatupet, tai interfollicular orvaskeden Ednrb−/− hiiret 5 päivää epiloinnin jälkeen, vaikka he olivat läsnä pieninä pitoisuuksina hiukset sipulit (Fig. S7C). Lisäksi McSC-merkkipakkaus ja pigmentoidut melanosyytit pysyivät havaitsemattomina jopa 7 päivää epiloinnin jälkeen(kuva. 5c ja Fig. S7D). Nämä tulokset ehdotti, että EDNRB tarvitaan epiloinnin aiheuttama orvaskeden melanosyyttien uudistumista.,
– analysoida, miten menetys EDNRB vähentää melaniinin taso hiukset sipulit, sitten määrälliset melanosyyttien numerot kunkin hiukset polttimo wildtype ja Ednrb−/− hiiret 7 päivän kuluttua karvanpoisto., Määrä MITF-positiivisia soluja, kun epilointi oli pienempi kunkin karvatupen ja Ednrb−/− hiirillä (11.7 ± 2.2) verrattuna karvatupet wildtype hiiret (15.7 ± 1.43) (Fig. S7D). Tämä tulos ehdotti, että menetys EDNRB voisi estää epiloinnin aiheuttama leviämisen melanosyyttien lineage solujen. Äskettäin, Takeo ym. havaittiin, että fysiologisen hiusten uusiutumisen aikana EDNRB-signalointia tarvitaan myös McSCs-proliferaatioon ja ylläpitoon29. Siitä huolimatta, vaikuttaako EDNRB epiloinnin aiheuttamaan McSC-proliferaatioon, ei vielä tiedetä., Koska EDN3 on ilmaistu ihon papilla lähellä kypsä melanosyyttien hiukset polttimo, testasimme, onko EDN3/EDNRB signalointi vaikuttaa McSC leviämisen pullistuma tai stimuloi melaniinin synteesiä follikulaarinen melanosyyttien. Päänahan, anti-KIT ja Ki67 immunostaining tiedot osoittivat, että 3 päivän jälkeen karvanpoisto, McSC leviämisen kunkin hiukset pullistuma Ednrb−/− hiirillä (52 ± 5.2%) oli pienempi kuin vastaava pullistumat wildtype hiiret (86.2 ± 3.5%) (Fig. 5D). Tämä viittaa siihen, että EDNRB tarvitaan myös epiloinnin aiheuttama McSC leviämisen hiukset pullistuma.,
saadaksemme lisätietoa taustalla olevista mekanismeista eristimme melanosyyttejä in vitro-viljelyä varten. Kuten kuvassa. 5E, pigmentti Ednrb−/− ensisijainen melanosyyttien alkaen pigmentoitunut pää karvatupet P6 Ednrb−/− hiirillä oli pienempi (0.47 ± 0.1 kertaiseksi, n = 5) kuin wildtype ensisijainen melanosyyttien (1.0 ± 0.1 kertaiseksi, n = 5). Samanlaisia tuloksia saatiin solupelleteissä tai kun melaniinipitoisuus mitattiin suoraan (Kuva. 5 F). Sitten analysoitiin, onko EDNRB signalointi vaikuttaa ilmaus melanogeneesiprosessin liittyviä geenejä. Kuten kuvassa., 5G, päivä 7 epiloinnin jälkeen, ilmaus melanogeneesiprosessin liittyviä geenejä oli vähentynyt Ednrb−/− päänahka, mukaan lukien ilmaisun Pax3 (0.47 ± 0.07 kertaiseksi, n = 3), Tyr (0.55 ± 0.05 kertaiseksi, n = 3) ja Tyrp1 (0.5 ± 0.02 kertaiseksi, n = 3). Tämä viittaa siihen, että EDN3/EDNRB signalointi on mukana sekä melanosyyttien proliferaatio ja melanogeneesiprosessin aikana epiloinnin aiheuttama uudistumiskyky vastauksia McSCs. Yhdessä nämä tulokset osoittavat, että epilointi aiheuttaa melanogeneesiprosessin-liittyvän geenin ilmentymisen kautta EDN3/EDNRB signalointi ja puolestaan johtaa ihon ja hiusten hyperpigmentaatio.
Vastaa