Der wahre Grund hinter Gänsehaut

Wenn Sie sich jemals gefragt haben, warum bekommen wir Gänsehaut, du bist in guter Gesellschaft—so hat Charles Darwin, der grübelten über Sie in seinen Schriften über evolution. Gänsehaut schützen könnten Tiere mit dicken Fell vor der Kälte, aber wir Menschen scheinen nicht zu profitieren, die aus der Reaktion viel—warum also hat es konserviert worden, die im Laufe der evolution die ganze Zeit?

In einer neuen Studie der Harvard University haben Wissenschaftler entdeckt, der Grund: die Zelltypen, die Gänsehaut verursachen, sind auch wichtig für die Regulierung der Stammzellen, die Regeneration der Haarfollikel und Haar. Unter der Haut, die Muskeln, die Verträge zu erstellen, die Gänsehaut ist notwendig zur überbrückung der Sympathikus-Nerv die Verbindung zwischen Haarfollikel-Stammzellen. Der Sympathikus reagiert auf Kälte durch das zusammenziehen der Muskeln und verursacht Gänsehaut, die kurzfristig, und indem wir Haar-Follikel-Stammzell-Aktivierung und das Wachstum neuer Haare langfristig.

Veröffentlicht in der Zeitschrift Zelle, diese Ergebnisse bei Mäusen, die Forscher, ein besseres Verständnis, wie verschiedene Zelltypen miteinander interagieren, um den link Stammzell-Aktivität mit Veränderungen in der äußeren Umgebung.

„Wir haben schon immer daran interessiert zu verstehen, wie Stammzellen Verhalten reguliert durch äußere Reize. Die Haut ist ein faszinierendes system: es hat mehrere Stammzellen umgeben von verschiedenen Zelltypen, und befindet sich an der Schnittstelle zwischen unserem Körper und der Außenwelt. Daher seine Stammzellen könnten möglicherweise reagieren Sie auf eine Vielzahl von reizen—von der Nische, die den ganzen Körper oder auch die Umgebung“, sagte Ya-Chieh Hsu, der Alvin und die Esta-Sterne-Associate Professor für Stammzell-und Regenerative Biologie, wer führte die Studie in Zusammenarbeit mit Professor Sung-Jan Lin von der National Taiwan University. „In dieser Studie identifizieren wir eine interessante zwei-Komponenten-Nische, die regelt nicht nur die Stammzellen, die unter steady-state, sondern auch moduliert Stammzellen Verhalten nach Temperaturschwankungen außerhalb.“

Ein system für die Regulierung von Haar-Wachstum

Viele Organe sind aus drei Arten von Gewebe: Epithel -, Mesenchym-und Nervenzellen. In der Haut dieser drei Linien organisiert sind in einer speziellen Anordnung. Der Sympathikus, ein Teil unseres Nervensystems steuert Körper-Homöostase und unseren Reaktionen auf äußere Reize, in Verbindung mit einem kleinen glatten Muskeln im Mesenchym. Diese glatten Muskulatur, die wiederum mit Haarfollikel-Stammzellen, eine Art von epithelialen Stammzellen entscheidend für die Regeneration der Haarfollikel, sowie die Reparatur von Wunden.

Der Zusammenhang zwischen den sympathischen Nerven und dem Muskel bereits gut bekannt, da Sie die zellulären Grundlagen Gänsehaut: die Kälte löst sympathischen Neuronen zu senden, einen Nerv-signal, und der Muskel reagiert darauf mit zusammenziehen und verursachen die Haare stehen am Ende. Allerdings, wenn man die Haut unter extrem hoher Auflösung mit Hilfe der Elektronen-Mikroskopie, die Forscher fanden heraus, dass die sympathischen Nerven, nicht nur im Zusammenhang mit der Muskel -, sondern bildete auch eine direkte Verbindung zum Haarfollikel Stammzellen. In der Tat, die Nervenfasern wickelt sich um den Haarfollikel Stammzellen, die sich wie ein Band.

„Wir konnten wirklich sehen, in einem Ultrastruktur-Ebene, wie die Nerven und die Stammzellen interagieren. Neuronen dazu neigen, zu regulieren erregbare Zellen, wie andere Neuronen oder Muskeln und Synapsen. Aber wir waren überrascht zu finden, dass Sie ähnlich den Synapsen-ähnliche Strukturen mit einem epithelialen Stammzellen, die nicht ein sehr typisches Ziel für die Neuronen,“ Hsu sagte.

Als Nächstes wollen die Wissenschaftler bestätigt, dass die Nerven in der Tat gezielt auf die Stammzellen. Das sympathische Nervensystem ist normalerweise aktiviert ist auf einem konstant niedrigen Niveau zu halten körperhomöostase, und die Forscher fanden heraus, dass dieses niedrige Niveau der Nerven-Tätigkeit erhalten die Stammzellen in einem bereit Zustand bereit für die regeneration. Unter einer längeren Kälteperiode, die Nerven aktiviert wurde auf einem viel höheren level und mehr Neurotransmitter freigesetzt wurden, wodurch die Stammzellen zu aktivieren, schnell, regenerieren die Haarfollikel, und neue Haare wachsen.

Die Forscher untersuchten auch, was beibehalten der Nerven-verbindungen zu den Haarfollikel Stammzellen. Wenn Sie entfernt die Muskel verbunden, um die Haarfollikel, die sympathischen Nerven eingefahren und den Nerven-Verbindung, um die Haarfollikel-Stammzellen verloren war, zeigt, dass der Muskel war eine notwendige strukturelle Unterstützung zur überbrückung der sympathischen Nerven auf die Haarfollikel.

Wie sich das system entwickelt

Neben der Untersuchung der Haarfollikel in seiner voll ausgebildeten Zustand, untersuchten die Forscher, wie das system ursprünglich entwickelt—wie die Muskeln und Nerven erreichen die Haarfollikel in den ersten Platz.

„Wir haben entdeckt, dass das signal kommt aus der Entwicklung von Haar-Follikel selbst. Es sondert ein protein, das regelt die Bildung der glatten Muskulatur, die dann zieht die sympathischen Nerven. Dann in die Erwachsenen, die Interaktion dreht sich um, mit der Nerven-und Muskel-zusammen der Regulierung der Haarfollikel Stammzellen zu regenerieren, die neue Haarfollikel. Es schließen den ganzen Kreis—die Entwicklung der Haarfollikel ist die Festlegung Ihrer eigenen Nische“, sagte Julia Shwartz, ein postdoctoral fellow in das Hsu-Labor. Sie war eine co-erste Autor der Studie, zusammen mit Meryem Gonzalez-Celeiro, ein student im Aufbaustudium in der Hsu-Labor, Chih-Lung Chen, ein postdoctoral fellow in der Lin-lab.

Reaktion auf die Umwelt

Diese Experimente haben die Forscher eine zwei-Komponenten-system reguliert die Haarfollikel Stammzellen. Der Nerv ist die Signalisierungs-Komponente, die aktiviert die Stammzellen durch Neurotransmitter, während der Muskel ist die strukturelle Komponente, mit der die Nervenfasern eine direkte Verbindung mit Haarfollikel Stammzellen.

„Können Sie regulieren Haarfollikel Stammzellen in so viele verschiedene Möglichkeiten, und Sie sind wunderbare Modelle zur Untersuchung Gewebe-regeneration,“ Shwartz sagte. „Diese Reaktion ist hilfreich für die Kopplung Gewebe-regeneration mit Veränderungen in der Außenwelt, wie Temperatur. Es ist ein zwei-Schicht-Antwort: Gänsehaut sind ein schneller Weg, um irgendeine Art von Erleichterung, die kurzfristig. Aber wenn die Kälte anhält, wird dies einen schönen Mechanismus für die Stammzellen, um zu wissen, dass es vielleicht Zeit, sich zu regenerieren, neue Haarkleid.“

In der Zukunft wollen die Forscher weiter untersuchen, wie das externe Umfeld beeinflussen könnten die Stammzellen in der Haut, sowohl unter Homöostase und Reparatur Situationen wie Wundheilung.