a Depilação induz cabelo e hiperpigmentação da pele em C57BL/6J ratos
em Geral, os folículos capilares na pele dorsal de ratos exibição sincronizada de cabelo em primeiro lugar cycle15., Os folículos capilares em toda a pele dorsal estão tipicamente em anagénio do dia 1-12 pós-natal, em catagénio do dia 16-19, e em telogénio a partir daí até ao próximo anagen11, 22, 23. Para visualizar alterações da pigmentação da pele durante o ciclo de cabelo pós-natal, depilámos as regiões dorsais do tronco e da cabeça dos ratinhos C57BL/6J no dia 11 pós-natal (P11) (Fase anagen VI no primeiro ciclo capilar), P21 (Fase telogen) ou P30, respectivamente. Como mostrado na Fig. 1A, toda a pele era homogeneamente preta em P11 e cor-de-rosa homogénea em P21., Curiosamente, no entanto, em P30, a pele do couro cabeludo ainda era rosa, enquanto a pele das costas era preta(Fig. 1A). Estes dados indicam que, embora os McSCs nos folículos capilares diferenciem-se em melanócitos maduros durante o primeiro ciclo capilar, não são activados para regenerar melanócitos num momento em que os folículos capilares dorsais já se encontram num anagénio do segundo ciclo capilar. Nós, portanto, testamos se a depilação pode ativar McSCs no couro cabeludo neste momento., Este tratamento de depilação induziu significativamente a expressão de factores inflamatórios, mas o seu nível é muito inferior ao induzido pela lesão da ferida, sugerindo que a depilação induz apenas uma forma ligeira de lesão cutânea (Fig. S1). Curiosamente, quando o couro cabeludo, os cabelos de C57BL/6J ratos foram a depilação em P21 (como mencionado, na fase telógena do primeiro ciclo do cabelo), couro cabeludo pigmentação foi significativamente maior (6.06 ± 1.5 dobra, n = 9) já 7 dias mais tarde, em P28 (Fig. S2A, B) e a área de depilação produziu uma ilha pigmentada (Fig. 1B)., Correspondentemente, os pêlos regeneradores induzidos pela depilação foram hiperpigmentados (2, 68 ± 0, 87 vezes, n = 5) em comparação com os pêlos dos controlos não epilépticos (Fig. 1C, D). Estes resultados indicam que no couro cabeludo, a depilação pode induzir repigmentação prematura da pele e hiperpigmentação do cabelo.
porque os pêlos regeneram fisiologicamente nas costas dos ratos C57BL / 6J durante o primeiro ciclo capilar pós-natal (Fig. 1A), também nos perguntamos se a depilação induziria mudanças na regeneração do cabelo nas costas. Na verdade, 7 dias após a depilação na P21, a área epiléptica foi hiperpigmentada em comparação com a não-filtrada (Fig. S2c, D), assim como os cabelos regenerados individuais (Fig. S2E)., Estes dados sugerem que a hiperpigmentação induzida pela depilação não se restringe ao couro cabeludo. Dadas estas observações, também perguntamos se os efeitos da hiperpigmentação induzida pela depilação ainda funcionariam em ratos velhos. Curiosamente, o regenerar os cabelos na parte de trás de 1,5 ano-camundongos mais velhos tornaram-se significativamente hiperpigmentadas 30 dias após a depilação (de 1,07 ± 0.08 dobra, n = 3), em comparação com o unepilated, de repouso, de cabelos (0.84 ± 0.03) (Fig. 1E, F). Além disso, a análise de HPLC mostrou que a depilação induz a síntese da eumelanina (1, 79 ± 0, 09 vezes, n = 3) em vez da síntese da feomelanina (0, 97 ± 0.,12 vezes, n = 3) nos pêlos traseiros (Fig. S3). Isto sugere que a epilação induz a ativação de McSCs para gerar melanócitos mais maduros, ou aumenta a síntese de melanina em melanócitos maduros em bolbos de cabelo de ratinhos idosos.
a lesão de depilação estimula a proliferação McSC e induz a geração de melanócitos dérmicos e epidérmicos e a expressão de genes relacionados com a melanogénese
dado que a melanogénese está associada a anagen24, examinámos se a pigmentação induzida pela depilação no couro cabeludo é causada por indução de anagénio. Como mostrado na Fig., 2A, os folículos capilares induzidos pela depilação iniciaram imediatamente o anagen, enquanto nos ratinhos de controlo não epilépticos, os folículos capilares permaneceram em telogen durante um período de tempo mais longo. Assim, os mcscs dos folículos capilares Quiescentes responderam à depilação tornando-se ativados. Sete dias após a depilação, os melanócitos pigmentados foram observados não só em bolbos de cabelo maduros, mas também na derme, orifícios dos folículos capilares e na epiderme interfolicular (Fig. 2A)., Correspondentemente, marcadores específicos de melanócitos como PMEL17 e TYR foram detectados nas regiões pigmentadas induzidas pela depilação, mas não nos folículos pilosos de controlo (Fig. S4A). Além disso, western blot dados mostraram que os níveis de melanogenesis aumentado-proteínas relacionadas TYRP1 (4.22 ± 0.96 dobra, n = 6) e TYR (de 9,75 ± 2.76 dobra, n = 6) eram ambos aumentaram significativamente, depilação (Fig. S4B e S9). Os resultados sugerem que a epilação não só ativa McSCs, mas também induz a regeneração de melanócitos a povoar áreas interfoliculares.,
na pele posterior, 7 dias após a depilação na P21, o número total de melanócitos em cada bolbo capilar (20 ± 1,9) foi significativamente aumentado em comparação com a regeneração fisiológica (15,7 ± 1,4) (Fig. 2B)., Correspondentemente, havia também mais melanossomas nos bolbos de cabelo regenerados induzidos pela depilação do que nos bolbos de cabelo fisiologicamente regenerados (Fig. 2C E Fig. S4C, D). Estes dados sugerem que a depilação induziu hiperproliferação McSC durante o primeiro ciclo capilar pós-natal. Com efeito, 3 dias após a depilação, a taxa de proliferação dos McSCs foi mais elevada (86,2 ± 3,5% das células eram Ki67-positivas após a depilação, em comparação com 45,6 ± 3,4% das células positivas para Ki67 nos controlos) (Fig. 2D)., Curiosamente, células KIT-positivas não foram encontradas na epiderme, mas eles existiam na protuberância do cabelo 1 dia após a depilação e claramente presentes na epiderme 3 dias após a depilação(Fig. 2E e Fig. S5). O número de Kit+ células na depilação epiderme (2.32 ± 0.72/seção, n = 4) é aumentado significativamente em comparação com fisiológicas da epiderme (0.77 ± 0.68/seção, n = 4) (Fig. 2F). Consequentemente, 7 dias após a depilação, as células pigmentadas também foram encontradas na epiderme (Fig. 2E, F)., Além disso, RT-PCR quantitativo de 7 dias após a depilação revelou indução de muitos melanogenesis aumentado-genes relacionados, incluindo Tyr (2.84 ± 1.13 dobre de controle, n = 3), Tyrp1 (3.89 ± 0.72 dobra, n = 3), Mitf (3.47 ± 0.38 dobra, n = 3), Sox10 (2.13 ± 1.13 dobra, n = 3), Pax3 (3.18 ± 0.43 dobra, n = 3) e Ednrb (3.28 ± 0.62 dobra, n = 3) (Fig. S6A). Em conjunto, estes resultados sugerem que a depilação induz a proliferação McSCs, a migração para a epiderme e a estimulação do programa de melanogénese.,a epilação induz a expressão EDN3 nos folículos pilosos e epiderme entre os genes induzidos pela depilação, o EDNRB foi de especial interesse devido ao seu conhecido envolvimento na regulação da lineagem melanocitária 1, 12. Recentemente, a expressão dos ligantes Edn1 e Edn2 tem sido relatada para ser aumentada durante anágeno fisiológico do cabelo, mas sua expressão ligando Edn3 não foi afetado12. Por isso, perguntamo-nos se a depilação dos pêlos das costas induziria estes ligantes., Na confirmação dos resultados acima, descobrimos que durante a regeneração fisiológica, a expressão de Edn1 e Edn2 foram aumentadas na pele traseira em P26, mas a expressão Edn3 não mostrou nenhuma mudança(Fig. 3A e Fig. S11). Surpreendentemente, no entanto, a depilação não só induziu a expressão de Edn1 e Edn2, mas também a de Edn3 (Fig. 3A), cujo produto codificado, EDN3, demonstrou anteriormente estar envolvido no desenvolvimento dos melanocitos1, 25, 26. Por isso, focamos nosso estudo no EDN3 e seu caminho de sinalização. Descobrimos que o nível de proteína EDN3 foi significativamente aumentado na pele epilada (D0, 0.,94 ± 0.2 dobra; D3, 1.81 ± 0.09 dobra; D5, 4.57 ± 0.67 dobra; n = 6), mas manteve-se baixa no controle de pele (D0, 1.25 ± 0.47 dobra; D3, de 0,83 ± 0.14 dobra; D5, 1.21 ± 0.2 dobra; n = 6) (Fig. 3B e Fig. S12). A imunohistoquímica mostrou que no primeiro dia de depilação, a proteína EDN3 foi aumentada na papila dérmica, epiderme e germe capilar secundário. No dia 7, também foi aumentado nos orifícios dos folículos capilares (Fig. 3C). As regiões com altos níveis de EDN3 induzidos pela depilação estavam em contato próximo com os McSCs no germe secundário do cabelo (sHG) ou com melanócitos do bulbo do cabelo., Usando ratos adultos heterozigóticos Ednrb lacZ/+, descobrimos então que EDNRB é expresso em melanócitos pigmentados de bolbos de cabelo e em sHG, semelhante à expressão de Dct-lacZ em folículos capilares (Fig. 3D). Além disso, os dados relativos à imuno-detenção mostraram que as células β-Gal positivas eram Co-rotuladas com células KIT-positivas no sHG e com células MITF-positivas no bulbo do cabelo (Fig. 3E), sugerindo que o EDNRB é expresso em McSCs e melanócitos., 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 é bem conhecido pelos seus efeitos no estímulo ao crescimento e diferenciação de precursores melanocitários 1, 25, 26., Recentemente, a sobreexpressão transgénica do EDN3 tem sido relatada para prevenir a granulação capilar causada por depilação repetida27, sugerindo que o EDN3 também afecta os McSCs. Para investigar o efeito do EDN3 nos McSCs, isolámos as células DCT+ a partir da epiderme de tipo selvagem e estimulámo-las com EDN3 ou BQ788 (um inibidor do EDNRB). Como mostrado na Fig. S7A, estimulação com EDN3 aumenta significativamente a taxa de proliferação do DCT+ células (a partir de 43,7 ± 2% 61.4 ± 7.5%, n = 5), mas este efeito de EDN3 foi totalmente bloqueada por BQ788 (de 26,4 ± 1.56%, n = 5)., Com base nos fatos de que, para as células não marcadas, o DCT é um marcador específico de McSCs e que não há melanócitos maduros na epiderme E16.54, 28, o resultado sugere que o EDN3/EDNRB é necessário para a proliferação de McSC.
Ednrb é necessário para o cabelo e pigmentação da pele induzidos por depilação
para avaliar a importância da sinalização EDNRB para a hiperpigmentação da pele induzida por depilação, utilizámos ratos ednrb Lacz/ lacZ (Ednrb -/ -) homozigóticos. Esses ratos estão em grande parte livres de células pigmentadas, mas retêm manchas pigmentadas na base da cabeça e da cauda., Quatorze dias após a depilação na região da cabeça, regenerar os cabelos foram hiperpigmentadas no tipo selvagem ratos (2.41 ± 0.55 dobra, n = 5), mas não em Ednrb−/− ratos (Fig. 4A, B). Em unepilated Ednrb−/− ratos, os níveis de melanina do cabelo eixos foram menores (de 0,51 ± 0.06 dobra, n = 5) em comparação com aqueles em controle de tipo selvagem ratos (1.02 ± 0.14 dobra, n = 5) (Fig. 4B). Além disso, a repigmentação da pele aumentou significativamente em ratinhos de tipo selvagem, mas apenas ligeiramente em ratinhos Ednrb/− ratinhos (Fig. 4C). Os níveis de melanina cutânea induzidos pela depilação foram significativamente mais baixos nos ratinhos Ednrb (1, 85 ± 0.,79 vezes, n = 9) em comparação com os de ratinhos do tipo selvagem (5, 1 ± 0, 62 vezes, n = 9). Estes resultados sugerem que a eliminação do Ednrb perturba a hiperpigmentação do cabelo induzida pela depilação e a repigmentação da pele. Além disso, a perda de EDNRB está associada à granulação capilar. A melanina níveis de cabelo pigmentado eixos de Ednrb−/− ratos foram reduzidos entre um mês de idade (0.96 ± 0.1 dobra, n = 4) e até 12 meses de idade (de 0,37 ± 0.12 dobra, n = 4), em contraste com os seus níveis de cabelo eixos de tipo selvagem ratos (1.96 ± 0.17 dobra, n = 4 em um mês; 2.15 ± 0.43 dobra, n = 4, às 12 meses) (Fig. S7B).,
Para examinar se EDNRB sinalização é necessária para depilação induzida por hiperpigmentação na parte de trás da pele, realizou-injeção intradérmica de BQ788, após a depilação do tipo selvagem ratos. Como mostrado na Fig., 4D, enquanto o controle de injeção intradérmica de NaCl após a depilação permitido por hiperpigmentação da pele (a partir de 0,23 ± 0.06 dobre até 1,0 ± 0.15 dobra, n = 3), injeção de BQ788 diminuiu significativamente a depilação induzida pela pigmentação da pele (de 0,76 ± 0.1 dobra, n = 3). Este achado sugere que a ruptura farmacológica do EDNRB pode bloquear a hiperpigmentação cutânea induzida pela depilação na pele posterior. Em conjunto, estes dados sugerem que a sinalização EDNRB é necessária para a hiperpigmentação induzida pela depilação.,
EDNRB afeta McSC proliferação nos folículos do cabelo e regula melanogenesis aumentado relacionados com a expressão do gene
Para examinar como a falta de Ednrb diminui a pigmentação da pele, nós analisados histologicamente a pigmentação dos folículos pilosos no couro cabeludo (que, como mencionado, continua a ser pigmentado em Ednrb−/− ratos em contraste com a parte de trás). Como mostrado na Fig., 5A, no dia 5 após a depilação, cabelo lâmpadas e eixos do cabelo de Ednrb−/− ratos foram normalmente presentes no couro cabeludo, mas foram hypopigmented quando comparados com os do tipo selvagem ratos, sugerindo que a perda de EDNRB não afeta o ciclo do cabelo, mas diminui a melanócitos números ou a síntese de melanina no bulbo. Na verdade, 7 dias após a depilação, o número de melanossomas de ratos Ednrb−/− foi muito inferior ao dos ratos de tipo selvagem (Fig. 5B)., Além disso, marcadores específicos dos melanócitos, tais como PMEL17 e TYR, não puderam ser detectados na derme, orifícios dos folículos capilares, ou na epiderme interfolicular de Ednrb-/− ratinhos 5 dias após a depilação, apesar de estarem presentes em níveis baixos nos bolbos Capilares (Fig. S7C). Além disso, o conjunto marcador McSC e os melanócitos pigmentados permaneceram indetectáveis mesmo 7 dias após a depilação (Fig. 5C e Fig. S7D). Estes resultados sugerem que o EDNRB é necessário para a regeneração epidérmica induzida pela depilação.,
Para analisar como a perda de EDNRB diminui o nível de melanina do cabelo, lâmpadas, em seguida, quantificamos melanócitos números em cada bulbo capilar do tipo selvagem e Ednrb−/− ratos de 7 dias após a depilação., O número de MITF-células positivas após a depilação foi menor em cada folículo de cabelo de Ednrb−/− ratos (de 11,7 ± 2.2) em comparação aos folículos pilosos no tipo selvagem ratos (de 15,7 ± 1.43) (Fig. S7D). This result suggested that loss of EDNRB could block epilation-induced proliferation of melanocyte lineage cells. Recentemente, Takeo et al. descobriu-se que durante a regeneração fisiológica do cabelo, a sinalização EDNRB também é necessária para a proliferação e manutenção da Mcscs29. No entanto, desconhece-se se o EDNRB afecta a proliferação McSC induzida pela depilação., Uma vez que o EDN3 é expresso na papila dérmica na proximidade próxima dos melanócitos maduros do bolbo capilar, testámos se a sinalização EDN3/EDNRB afecta a proliferação McSC no volume ou estimula a síntese de melanina nos melanócitos foliculares. No couro cabeludo, anti-KIT e Ki67 immunostaining dados mostrou que 3 dias após a depilação, McSC proliferação em cada cabelo bojo da Ednrb−/− ratos (52 ± 5.2%) foi menor do que nas protuberâncias do tipo selvagem ratos (de 86,2 ± 3.5%) (Fig. 5D). Isto sugere que o EDNRB também é necessário para a proliferação de McSC induzida pela depilação na protuberância do cabelo.,para obter mais informações sobre os mecanismos subjacentes, isolámos melanócitos para cultura in vitro. Como mostrado na Fig. 5E, a pigmentação da Ednrb−/− primária de melanócitos a partir de pigmentadas cabeça de folículos pilosos de P6 Ednrb−/− ratos foi menor (de 0,47 ± 0.1 dobra, n = 5) do que o tipo selvagem principal melanócitos (1.0 ± 0.1 dobra, n = 5). Resultados semelhantes foram obtidos em pellets celulares ou quando o teor de melanina foi medido diretamente (Fig. 5F). Nós então analisamos se a sinalização EDNRB afetaria a expressão de genes relacionados com a melanogênese. Como mostrado na Fig., 5G, no dia 7 após a depilação, a expressão de melanogenesis aumentado genes relacionados ao foi reduzida em Ednrb−/− couro cabeludo, incluindo a expressão de Pax3 (0.47 ± 0.07 dobra, n = 3), Tyr (0.55 ± 0.05 dobra, n = 3) e Tyrp1 (0.5 ± 0.02 dobra, n = 3). Isso sugere que a sinalização EDN3/EDNRB está envolvida tanto na proliferação de melanócitos quanto na melanogênese durante as respostas regenerativas induzidas pela depilação de McSCs. Em conjunto, estes achados indicam que a depilação induz a expressão genética relacionada com a melanogénese através da sinalização EDN3/EDNRB e, por sua vez, leva a hiperpigmentação da pele e do cabelo.
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