2025. október 20.
A haj őszülése és a melanoma – a bőrrák egyik formája – elsőre látszólag egymástól távol álló jelenségeknek tűnnek. Azonban a Tokiói Egyetem legújabb kutatása rávilágít arra, hogy mindkét kimenetel ugyanannak a folyamatnak az eredménye lehet: a haj pigmentet termelő őssejtek reakciója a DNS-károsodásra.
A pigment őssejtek kritikus döntései
A hajhagymákban található pigmenttermelő őssejtek (melanocyták őssejtjei, McSC-k) életük során folyamatosan ki vannak téve különféle környezeti és belső tényezők által okozott DNS-károsodásnak. Ezek az őssejtek egy kritikus választási helyzetbe kerülnek genotoxikus stressz hatására:
- Diferenciálódnak és kilépnek az őssejt-rendszerből, ami hajszínük elvesztéséhez, vagyis őszüléshez vezet.
- Folytatják osztódásukat, ami hosszú távon daganatképződéshez, például melanomához vezethet.
Bár a DNS-károsodás szerepe az öregedésben és a rák kialakulásában régóta ismert, az eddig nem volt világos, hogy miként befolyásolják a károsodott őssejtek hosszú távon a szövetek egészségét.
A melanocyták őssejtjeinek szerepe és elhelyezkedése
A melanocyták őssejtjei olyan szöveti őssejtek, amelyekből kifejlett melanocyták fejlődnek ki. Ezek a sejtek felelősek a haj és bőr színének kialakításáért. Emlősökben ezek az őssejtek a hajhagymák bulge–sub-bulge régiójában találhatók meg, ahol még éretlen melanoblasztként működnek, és ciklikusan regenerálják a pigmentációt.
A kutatás módszerei és fő felfedezései
Az október 6-án megjelent tanulmányt a Nature Cell Biology folyóiratban publikálták. A Tokiói Egyetem professzora, Emi Nishimura és Mohri Yasuaki adjunktus vezetésével végzett kutatás során egérmodelleken hosszú távú in vivo vonalkövetést (lineage tracing) és génexpressziós profilozást alkalmaztak annak érdekében, hogy feltérképezzék, miként reagálnak az McSC-k különböző típusú DNS-károsodásokra.
Senescence-coupled differentiation (seno-differentiation): A haj őszülésének mechanizmusa
A kutatócsoport egy speciális választ azonosított a DNS kettős szálú töréseire: az ún. senescence-coupled differentiation (röviden seno-differentiation) folyamatát. Ebben az állapotban az McSC-k visszafordíthatatlanul differenciálódnak, majd elvesznek a rendszerből, ami végül hajszínvesztést eredményez.
Ezt a folyamatot a p53–p21 jelátviteli útvonal aktiválása vezérli, amely egy jól ismert sejtvédelmi mechanizmus.
A daganatképződéshez vezető út: A seno-differentiation megkerülése
Ezzel szemben bizonyos karcinogének – például a 7,12-dimetilbenz(a)antracén vagy az UVB-sugárzás – hatására az McSC-k képesek megkerülni ezt a védelmi differenciálódási programot még akkor is, ha DNS-károsodás áll fenn. Ilyenkor megtartják önmegújító képességüket és klonálisan terjednek tovább.
Ezt a folyamatot támogatja a KIT ligand nevű molekula, amelyet mind a helyi mikrokörnyezet (niche), mind az epidermisz termel. Ez az inger gátolja a seno-differentiationt, így az McSC-k daganatképző irányba tolódnak el.
Professzor Nishimura értékelése
„Ezek az eredmények azt mutatják meg, hogy ugyanaz az őssejt-populáció két egymással antagonisztikus sorsot követhet – kimerülést vagy terjedést –, attól függően, milyen típusú stressz éri őket és milyen mikrokörnyezeti jelek érkeznek.”
„Ez új megvilágításba helyezi a haj őszülését és a melanomát: nem különálló eseményekről van szó, hanem egy közös stresszválasz eltérő kimeneteleiről.”
Mit jelent ez az összefüggés?
A tanulmány nem állítja azt, hogy az őszülés megelőzi vagy megakadályozza a rák kialakulását. Inkább azt hangsúlyozza, hogy a seno-differentiation egy stressz-indukált védelmi útvonal, amely eltávolítja az esetlegesen káros sejteket. Amikor ez a mechanizmus kikerülhető vagy gátolt lesz, akkor pedig megnőhet az esélye annak, hogy károsodott McSC-k fennmaradjanak és melanomát okozzanak.
Koncepcionális keret: Öregedés és rák kapcsolata
A molekuláris szabályozó hálózatok feltárása révén ez a kutatás új keretet ad arra vonatkozóan, hogyan kapcsolódik össze szöveti öregedés és daganatképződés folyamata. Kiemeli továbbá annak fontosságát is, hogy természetes módon eltávolítsuk az esetlegesen veszélyes őssejteket – ezt nevezik „senolízisnek” –, amely fenotípus védelmet nyújthat rák ellen.
Genotoxikus stressz hatása az McSC-kre
- Cytotoxikus genotoxinok (pl. röntgensugárzás): károsítják az McSC önmegújulását, ami kimerüléshez és hajőszüléshez vezet.
- Homeosztázis alatt: McSC-k fenntartják önmegújuló képességüket és pigmentációs egyensúlyt biztosítanak.
- Karcinogén genotoxinok: fokozzák a KIT jelátvitelt és módosítják az arachidonsav anyagcserét, ami melanoma alapító klónok kialakulását segíti elő.
Források és hivatkozások
Eredeti tanulmány:
- Cím: Antagonistic Stem Cell Fates Under Stress Govern Decisions Between Hair Greying and Melanoma
- Folyóirat: Nature Cell Biology
- DOI: 10.1038/s41556-025-01769-9
- Szerzők: Yasuaki Mohri et al., Emi K. Nishimura vezetésével
A Tokiói Egyetem Orvostudományi Intézetének bemutatása
A Tokiói Egyetem Orvostudományi Intézete (Institute of Medical Science, IMSUT) több mint 130 éves múltra tekint vissza. Az intézet célja biológiai jelenségek és betegségek alapelveinek feltárása innovatív megelőzési és kezelési stratégiák kidolgozásához. Az IMSUT interdiszciplináris kutatási környezetet biztosít genomikai orvoslásban, regeneratív orvoslásban valamint fejlett terápiás módszerekben – például génterápia és mesterséges intelligencia alkalmazása egészségügyben – kiemelkedő eredményeket ér el.
Professzor Emi K. Nishimura rövid életrajza
Nishimura professzor asszony világszerte ismert felfedezéséről: ő volt az első, aki kimutatta egerekben (Nature, 2002), majd emberekben (Science, 2004) is a melanocyták őssejtjeinek létezését a hajhagymák bulge–sub-bulge régiójában. Kutatásai alapvetően hozzájárultak a pigmentsejt-biológia és az őssejt-öregedés tudományának fejlődéséhez. Munkásságával bizonyította továbbá azt is, hogy az őssejt-kimerülés és sejtközötti versengés kulcsfontosságú mechanizmusok bőr- és hajhagymák öregedésében. 2023-ban beválasztották az Amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia nemzetközi tagjai közé.
Támogatók és finanszírozás
- E.K.N.: JSPS Grant-in-Aid for Scientific Research (S), AMED CREST Project stb.
- Yasuaki Mohri: JSPS Grant-in-Aid for Young Scientists stb.
- Jun Seita: AMED Project for Elucidating and Controlling Mechanisms of Ageing and Longevity stb.
Média Kapcsolat
Szervezet: Project Coordination Office,
The Institute of Medical Science,
The University of Tokyo
Weboldal: https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/
Forrás: https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/imsut/en/about/press/page_00079.html