Mechanismen der mechanical-stretch-induced skin-Erweiterung enthüllt

Die Aufnahmefähigkeit der Haut zu erweitern, durch mechanische Dehnung wird seit Jahrzehnten in der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie zu generieren, ein übermaß der Haut, kann verwendet werden, zu reparieren, Geburt Mängel, beschädigte Gewebe und die Rekonstruktion der Brust nach Mastektomie. Die zellulären und molekularen Mechanismen, durch die Haut, reagieren auf mechanische Dehnung unbekannt bleiben.

Die Forscher führen durch Pr. Cédric Blanpain—WELBIO Ermittler, Direktor des Labors für Stammzellen und Krebs, Fakultät für Medizin, Université libre de Bruxelles, in Zusammenarbeit mit Pr. Benjamin D. Simons, University of Cambridge, zeigte, dass Dehnung induziert Haut expansion über die selbst-Erneuerung der epidermalen Stammzellen und aufgedeckt werden, die Signalwege verantwortlich für das dehnen induzierte Stammzellen-Aktivierung und Erneuerung der einzelnen Zelle Auflösung.

Die Haut epidermis-eine wesentliche Barriere zum Schutz der Tiere gegen Infektionen und Wasser-Verlust. Denn die Haut ist mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, muss er widerstehen und durch die Anpassung der Größe unter Beibehaltung seiner Barriere-Funktionen. Diese Eigenschaften werden von plastischen Chirurgen zu generieren extra-skin für die rekonstruktive Chirurgie. Zu diesem Zweck Chirurgen verwenden eine aufblasbare „Haut-expander“, die Sie einfügen unter der Haut und Blasen verursacht die Erweiterung der überlagerung Haut. Obwohl diese Technik ist verwendet worden für Jahrzehnte in der Medizin, sehr wenig ist bekannt über die Mechanismen, mit denen die mechanische Kraft der Haut-Expanders führen zu einer Aktivierung von Haut-Stammzellen und der Herstellung von einem überschuss von Haut.

In dieser neuen Studie, veröffentlicht in der Natur, Mariaceleste Aragona und Kollegen definieren der klonalen Dynamik und der molekularen Mechanismen, die zur Stamm-Zell-Aktivierung und die Haut expansion bei single-cell-Auflösung.

Sie verwendet state-of-the-art-genetische Maus-Modelle zur Untersuchung der Reaktion der epidermalen Stammzellen für die mechanische Dehnung. Speziell, Sie durchgeführt genetic lineage tracing, das Ihnen erlaubte, zur Markierung der Stammzellen, die sich an der Spitze der zellulären Hierarchie in der Haut, und Folgen Sie dem Schicksal der Stammzelle Nachkommen im Laufe der Zeit. Sie gekoppelt diese Analysen mit single-cell-Sequenzierung in Zusammenarbeit mit der Pr-Thierry Voet—KULeuven—das analysieren der molekularen Identität von jeder einzelnen Zelle die Bereitstellung einer tiefen Auflösung der verschiedenen zellulären Zuständen begleitet, die Haut expansion.

Interessanterweise fanden Sie heraus, dass nur bestimmte Stammzellen wurden Ihr Verhalten ändern und die Zelle Schicksal in Reaktion auf mechanische Dehnung. „Es war besonders spannend zu beobachten, dass nicht alle Zellen reagieren gleich auf mechanische Störungen und zu identifizieren, die zum ersten mal die molekulare Signatur zu charakterisieren, dass diese spezifische gestreckt Haut-Stammzellen“, sagt Mariaceleste Aragona, der erste Autor der Studie.

In Zusammenarbeit mit Pr. Benjamin D Simons, University of Cambridge, entwickelten Sie ein mathematisches Modell, wie sich die Haut dehnt sich auf stretching. Während stretch-vermittelte Haut-ausbau, ein vorübergehender Anstieg der Stammzellen selbst erneuern Trennung ermöglicht es, das Gewebe zu pflegen Ihre zelluläre Zusammensetzung und Organisation, und erweitern Sie den pool von Zellen vermitteln und die Gewebe-expansion. Diese Daten zeigen die Plastische und die elastische Natur der Stammzellen, die von grundlegender Bedeutung ist, um zu erlauben, das Gewebe zu reagieren, um Ihre Umgebung und erweitern Sie, wenn nötig, während die Aufrechterhaltung der lebenswichtigen Barriere-Funktionen der Haut.

Diese Studie seziert die Raum-Zeit-molekulare und zelluläre Mechanismen, die Steuern, das Verhalten von Haut-Stammzellen, die in Reaktion auf mechanische Dehnung und schildert Schritt für Schritt die molekularen Komponenten, die es ermöglichen, die Stammzellen zu spüren und zu vermitteln, die Antwort zu dehnen und zu veranlassen, Gewebe-expansion.