Молекулярный атлас клеток кожи

Кожа защищает от физических повреждений, радиации и микробов, одновременно производя волосы и обеспечивая потоотделение. Детали того, как клетки кожи справляются с такими разными задачами, до сих пор оставались неясными. Исследователи из Каролинского института в Швеции систематически картировали клетки кожи и их генетические программы, создав подробный молекулярный атлас кожи во всей её сложности. Исследование опубликовано в научном журнале Cell Stem Cell.

Кожа млекопитающих обеспечивает водонепроницаемый защитный барьер от внешнего мира, производит волосы и содержит потовые железы. Эта тканевая сложность требует множества типов клеток, таких как фибробласты, иммунные клетки, нервные клетки и пигментные клетки. Для систематического изучения кожи исследователи картировали гены, активные в тысячах отдельных клеток, с помощью метода single-cell RNA sequencing. Изучая ткань кожи и её волосяных фолликулов на разных стадиях роста волос, они выявили, как клетки координируются во время фаз роста и покоя.

«Мы обнаружили более 50 различных видов клеток в коже, включая новые варианты типов клеток, которые ранее не описывались», — говорит Мария Каспер, руководитель исследовательской группы. «Мы также увидели, что на большинство типов клеток кожи влияют разные фазы роста волос».

В рамках исследования учёные описали точное расположение этих клеток в коже и то, какие гены они экспрессируют. Авторы сделали эту информацию доступной в открытом онлайн-атласе. Это помогает другим исследователям, интересующимся конкретными генами, быстро выяснить, экспрессируются ли они и где. И наоборот, учёные, изучающие определённые клетки, могут узнать, как меняется экспрессия генов в процессе их специализации. Эта информация будет полезна для изучения кожных заболеваний, заживления ран или рака кожи.

Используя собственный атлас, авторы сделали несколько открытий. Например, они обнаружили, что самый внешний слой волосяного фолликула состоит из нескольких типов клеток, организованных определённым образом. Они также смогли увидеть, как клетки-предшественники волоса (тип стволовых клеток, начавших специализацию в сторону конкретных частей фолликула) проходят разные молекулярные стадии.

«Это даёт нам жизненно важные знания о гибкости кожи, о том, что кожа делает для поддержания своей функции и структуры в разных ситуациях», — говорит Саймон Йост, первый автор исследования. «Эти знания могут помочь нам понять гибкость других органов, то, как они обновляются и реагируют на разные потребности».