Среди всех млекопитающих люди обладают, пожалуй, самым причудливым волосяным покровом. Те волосы, которые покрывают тело человека, можно назвать лёгким пушком по сравнению с растительностью других животных. Более того, один из фундаментальных вопросов эволюции заключается в том, почему на руках и ногах человека присутствует волосяной покров, в то время как ступни и ладони остаются "лысыми"?
Объяснить такую "аномалию" смогли учёные из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета. В ходе новой работы они обнаружили особый природный ингибитор (вещество, замедляющее или предотвращающее течение различных химических реакций), который выделяется клетками безволосой кожи. Ингибитор блокирует сигнальный путь Wnt, который контролирует рост волос.
"Мы знаем, что сигнальный путь Wnt имеет решающее значение для развития волосяных фолликулов. Его блокировка приводит к образованию безволосой кожи, а включение вызывает образование большего количества волос. В этом исследовании мы показали, что кожа в безволосых областях естественным образом вырабатывает ингибитор, который мешает Wnt выполнять свою работу", – рассказывает соавтор работы Сара Миллар (Sarah Millar).
Оказалось, что тем самым природным ингибитором является белок под названием Dickkopf 2 (DKK2), который содержится в специфических эмбриональных и взрослых тканях, где играет различные роли.
Для экспериментов учёные использовали кожу мышиных стоп, которая очень напоминает кожу на обратной стороне человеческого запястья. Проведя ряд анализов, специалисты установили, что в этой части тела у мышей производится большое количество белка DKK2.
Когда же исследователи подавили экспрессию генов, отвечающих за производство этого белка, волосы на стопах грызунов начали расти.
У всех мышей из экспериментальной группы учёные обнаружили полностью сформированные волосяные фолликулы. Причём выщипывание (то есть удаление с корнем) выросших волосков не остановило рост новых.
"Это говорит нам о том, что сигнальный путь Wnt всё ещё присутствует в безволосых участках [тела], просто он заблокирован", – поясняет Миллар.
Для сравнения её команда решила провести тесты с другими животными, у которых "подошвы" лап покрыты волосами. К таковым относятся, к примеру, кролики.
Анализ показал, что у кроликов производство белка DKK2 на коже стоп гораздо менее активное, чем у мышей. Очевидно, именно поэтому такие млекопитающие обладают "шерстяными" лапками.
По словам исследователей, их данные свидетельствуют о том, что производство белка DKK2 на определённых участках кожи изменялось в ходе эволюции. Из-за этого животные приобретали более волосистые или "лысые" участки, в зависимости от своих потребностей (к примеру, шерсть защищает стопы белых медведей от холода и усиливает трение, благодаря чему животное не скользит на льду).
Пока, впрочем, не совсем понятно, зачем безволосые участки тела понадобились людям. У эволюционных биологов есть несколько версий. Одни предполагают, что это как-то связано с половым отбором, другие считают, что дело в изменении терморегуляции, которое произошло, когда наши предки "переехали" из прохладных лесов в солнечные саванны. Согласно ещё одной гипотезе, относительная "нагота" защищает людей от паразитов вроде вшей, которые прекрасно чувствуют себя в густой шерсти.
Независимо от того, какое объяснение является верным, открытие Миллар и её команды свидетельствует о том, что всего лишь одно небольшое генетическое изменение может помочь отрегулировать рост волос на теле человека.
С одной стороны, новые данные пригодятся для создания новых стратегий борьбы с нежелательной растительностью.
С другой стороны, их можно будет использовать для восстановления естественных процессов роста волос у пациентов с кожными заболеваниями (например, псориазом), а также пациентов, кожа которых лишилась волос из-за образования рубцовой ткани на месте обширных ран или ожогов.
Кроме того, десятки миллионов людей в мире страдают от патологического выпадения волос. Используя методику под названием полногеномный поиск ассоциаций, исследователи выяснили, что нарушения в работе гена DKK2 могут быть связаны с этим состоянием. А значит, теперь у специалистов появилась новая терапевтическая мишень.
"Мы планируем продолжать работу в этом направлении. Мы надеемся, что эти исследования откроют новые способы, которые позволят улучшить заживление ран и рост волос", – заключает Миллар.
Научная статья по итогом этой работы опубликована в журнале Cell Reports.
Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, что облысение мужчины "наследуют" от своих матерей. Другой причиной недуга могут быть клетки, которые перепутали свои функции.
