ساختارهای خودسازمان یافته شبه میخی مو از سلول های پیش ساز پوستی منفرد: دیدگاه های جدید برای مهندسی ارگانوئید فولیکول موی انسانی و الگودهی در زمینه مورفوژنتیک نامتقارن

تاریخ انتشار: جمعه 25 مرداد 1398 | امتیاز: Article Rating

سلول های پیش ساز پوستی انسانی، زمانی که به پوست موش nude تزریق می شوند، فولیکول های موی جدیدی را شکل خواهند داد (هر چند با کارایی پایین). برای مطالعه بهتر و بهبود این فرایند بازسازی، ما یک سیستم برون تنی را برای آنالیز رفتارهای سلولی مورفوژنتیکی  به صورت دقیق و تعدیل پارامترهای فیزیکی-شیمیایی برای تولید موثرتر پریموردیای مو ایجاد کردیم. در این کشت سه بعدی، کراتینوسیت های منفرد شده پوست ختنه نوزادی انسانی به صورت لایه اپی درمی مسطح خود سازماندهی شد، در حالی که  سلول های درمی پوست جنینی تلفیق شده به صورت نوار در آمده و سپس به صورت کلاسترهای بزرگ در آمدند و در نهایت به کلاسترهای کوچکی تبدیل شدند که تراکم های درمی را تداعی می کنند. در جایگاه های کلاستر شدن درمی، سلول های اپی درمی زیرجلدی خارج می شوند تا ساختارهای شبه میخی مو را شکل دهند که از نظر مولکولی فولیکول های مو را درون توالی از تکوین فولیکولی تداعی می کنند. ساختارهای شبه میخی مو به صورت یک موج هماهنگ و شکل دهنده ایجاد شده و از محیط به مرکز حرکت می کنند که کشت قطره ای یک microcosm با یک زمینه مورفوژنتیک نامتقارن را شکل می دهند. در شرایط درون تنی، جمعیت های فولیکول مو نیز در یک موج پیشرونده شکل می گیرند که حاکی از تجمیع وقایع الگوآرایی دوره ای موضعی با یک اثر کلی نامتقارن است. در مجموع، سیستم کشت ما یک پلت فرم مناسب را برای 1) آنالیز رفتار خود سازماندهی شدن دوره ای سلول های پیش ساز مو به صورت پریموردیایی سازمان یافته مو و 2) شناسایی پارامترهایی که تشکیل پریموردیای مو را در یک زمینه مورفوژنتیک نامتقارن شناسایی می کنند. این درک توانایی آینده ما برای مهندسی موفقیت آمیز ارگانوئیدهای موی انسانی تقویت خواهد کرد.

Exp Dermatol. 2019 Apr;28(4):355-366. doi: 10.1111/exd.13891.

Self-organizing hair peg-like structures from dissociated skin progenitor cells: New insights for human hair follicle organoid engineering and Turing patterning in an asymmetric morphogenetic field.

Weber EL1,2, Woolley TE3, Yeh CY1, Ou KL1,4,5, Maini PK6, Chuong CM1,7.

Abstract

Human skin progenitor cells will form new hair follicles, although at a low efficiency, when injected into nude mouse skin. To better study and improve upon this regenerative process, we developed an in vitro system to analyse the morphogenetic cell behaviour in detail and modulate physical-chemical parameters to more effectively generate hair primordia. In this three-dimensional culture, dissociated human neonatal foreskin keratinocytes self-assembled into a planar epidermal layer while fetal scalp dermal cells coalesced into stripes, then large clusters, and finally small clusters resembling dermal condensations. At sites of dermal clustering, subjacent epidermal cells protruded to form hair peg-like structures, molecularly resembling hair pegs within the sequence of follicular development. The hair peg-like structures emerged in a coordinated, formative wave, moving from periphery to centre, suggesting that the droplet culture constitutes a microcosm with an asymmetric morphogenetic field. In vivo, hair follicle populations also form in a progressive wave, implying the summation of local periodic patterning events with an asymmetric global influence. To further understand this global patterning process, we developed a mathematical simulation using Turing activator-inhibitor principles in an asymmetric morphogenetic field. Together, our culture system provides a suitable platform to (a) analyse the self-assembly behaviour of hair progenitor cells into periodically arranged hair primordia and (b) identify parameters that impact the formation of hair primordia in an asymmetric morphogenetic field. This understanding will enhance our future ability to successfully engineer human hair follicle organoids.

PMID: 30681746
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان