О роли обонятельного рецептора OR2AT4 в регулировании роста волос человека

В этой статье я хочу рассказать вам об исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications в сентябре 2018 года.

В нём группой учёных был описан обонятельный рецептор OR2AT4, отвечающий за регулирование роста волос человека.

Как вы все уже давно знаете, в любой момент времени вся масса наших волос находится в одной из трех фаз: анаген (рост), катаген (переходный период) и телоген (отдых). Как правило, в фазе телогена должно быть 5-10% волос. Но иногда из-за стрессов, болезней, беременности и других факторов это соотношение меняется, и тогда можно наблюдать интенсивное выпадение волос.

И вот тут, как оказывается, может помочь обонятельный рецептор OR2AT4. Интересно, что волосы не просто идентифицируют запахи, они любят конкретный аромат: запах сандалового дерева.

То есть наши волосы тоже «различают запахи» и, более того, у них есть «любимый аромат». Но давайте обо всём по порядку.

Обонятельный рецептор волос и фаза анагена

Обонятельные рецепторы (ORs) являются частью древней хемосенсорной сигнальной системы, которая действовала задолго до развития обоняния.

Месторасположение ORs не ограничивается назальным эпителием: они также присутствуют в некоторых других тканях человека.

Удивительно, но у ORs есть и необонятельные роли в физиологии клеток человека, например, в сперматозоидах и энтерохромаффинных клетках кишечника.

Некоторые ORs экспрессируются в эпидермисе человека, включая обсуждаемый OR2AT4.

Иммунофлюоресцентная микроскопия, количественная ПЦР с обратной транскрипцией в реальном времени и вестерн-блоттинг показали, что волосяные фолликулы кожи головы на стадии анагена экспрессируют OR2AT4 на уровне транскриптов и белков, чья специфическая стимуляция поддерживает IGF-1-зависимое удлинение анагена.

Итак, внешний слой наших волосяных фолликулов имеет рецептор, который стимулируется запахом. Он увеличивает выработку факторов роста и продлевает фазу анагена.

Было выявлено, что специфическая стимуляция рецепторов синтетическим одорантом сандалового дерева Sandalore® в высокой концентрации (500 мкМ) регулирует апоптоз кератиноцитов матрикса волос и внутрифолликулярную экспрессию OR2AT.

Количественная иммуногистоморфометрия показала, что после применения одоранта замедлялась спонтанная регрессия волосяных фолликулов (развитие катагена) и значительно уменьшался апоптоз кератиноцитов матрикса волос.

Затем были изучены два ключевых фактора роста, которые контролируют трансформацию анаген-катаген во время цикла роста волоса: катаген-стимулирующий TGF-β2 и анаген-поддерживающий IGF-1.

Рост, циклическая трансформация, апоптоз эпителиальных клеток и продукция IGF-1 в волосяных клетках скальпа человека лежат в основе OR-зависимого хемосенсорного контроля.

Интересно, что эти факторы роста преимущественно продуцируются теми же проксимальными кератиноцитами ORS, которые максимально экспрессируют OR2AT4.

Анализ выявил значительное снижение уровня TGF-β2 и значительное увеличение экспрессии белка IGF-1 в проксимальных ORs после длительного лечения Sandalore®.

Так же было доказано, что вызванная Sandalore® стимуляция роста волос действительно зависит от OR2AT4, а не из-за каких-либо побочных эффектов, и что передача сигналов OR2AT4 необходима для поддержания анагена и для подавления апоптоза кератиноцитов в матрице волос.

Возникает вопрос: каковы эндогенные внутрифолликулярные лиганды OR2AT4 в человеческих волосяных фолликулах? Эндогенные лиганды для человеческих ORs ещё предстоит окончательно выяснить, а лиганды для OR2AT4 до сих пор неизвестны.

Список кандидатов на эту роль включает молекулы с Sandalore®-подобной структурой, жирные кислоты с короткой цепью и метаболиты резидентной микробиоты волосяных фолликулов.

Полученные данные позволяют предположить, что ольфактотерапия с помощью косметических лигандов OR2AT4, применяемых местно, таких как Sandalore®, может способствовать росту человеческих волос за счет продления анагена и ингибирования преждевременного развития катагена (например, при андрогенетической алопеции и телогеновой алопеции).

Подводим итоги

Волосяные фолликулы могут «различать запахи» в том смысле, что они задействуют эволюционно старейшие и крупнейшие из всех семейств рецепторов для регуляции функций своих ключевых органов.

Учёными был идентифицирован один специфический OR, а именно OR2AT4, стимуляция которого синтетическим одорантом (Sandalore®) глубоко влияет на рост волос человека, прежде всего, посредством регуляции экспрессии и секреции ключевого фактора, способствующего росту волос, - IGF-1.

В совокупности исследование показывает, что обонятельные рецепторы волосяных фолликулов могут служить мишенью при лечении выпадения волос.

Авторы исследования: Chéret, J., Bertolini, M., Ponce, L. et al.

Адаптированный перевод: Олеся Смагина, помощник директора центров эпиляции «Вселенная красоты»

Источник:

Chéret, J., Bertolini, M., Ponce, L. et al. Olfactory receptor OR2AT4 regulates human hair growth. Nature Communications 9, 3624 (2018).