На протяжении всей жизни наши клетки постоянно подвергаются внутренним и внешним воздействиям, способным повредить ДНК. Это повреждение ДНК является хорошо известным фактором в развитии старения и рака, однако ученые долгое время пытались понять точную взаимосвязь – особенно то, как поврежденные ДНК стволовые клетки влияют на здоровье тканей с течением времени. Новое исследование проливает свет на этот сложный процесс, связывая поседение волос и образование меланомы с одним и тем же клеточным механизмом выбора, реагирующим на стресс.
Меланоцитарные стволовые клетки (МелСК) – это специализированные клетки, которые дают начало меланоцитам, производящим пигмент и отвечающим за цвет наших волос и кожи. У млекопитающих эти стволовые клетки находятся в области волосяного фолликула, известной как зона «bulge-sub-bulge». Здесь они существуют как незрелые меланобласты, обеспечивая поддержание цвета волос и кожи на протяжении многократных циклов их регенерации.
Команда ученых из Токийского университета под руководством профессора Эми Нисимуры и доцента Ясуаки Мори изучила, как МелСК реагируют на различные типы повреждений ДНК. Их исследование, опубликованное 6 октября 2025 года в журнале «Nature Cell Biology», показало: когда МелСК испытывают двухцепочечные разрывы ДНК, они проходят процесс, известный как сено-дифференцировка (senescence-coupled differentiation). В этом состоянии стволовые клетки окончательно созревают и, в конечном итоге, деградируют, что приводит к поседению волос. Этот процесс контролируется активацией сигнального пути p53–p21.
Однако, когда МелСК подвергаются воздействию определенных канцерогенов, включая 7,12-диметилбенз(а)антрацен или ультрафиолетовое B-излучение, они не следуют тому же защитному пути. Даже при наличии повреждений ДНК эти клетки избегают сено-дифференцировки и продолжают обновляться. Вместо этого они начинают активно клонально расширяться, чему способствуют сигналы лиганда KIT, высвобождаемые из окружающих тканей и эпидермиса. Эти сигналы из микроокружения стволовой клетки блокируют защитный ответ дифференцировки, толкая стволовые клетки к состоянию, предрасполагающему к развитию рака.
Профессор Нисимура отмечает: «Эти открытия показывают, что одна и та же популяция стволовых клеток может следовать антагонистическим судьбам – истощению или размножению – в зависимости от типа стресса и сигналов микроокружения». Она добавляет, что «это переосмысливает поседение волос и меланому не как несвязанные события, а как расходящиеся результаты реакций стволовых клеток на стресс». Исследователи подчеркивают: их выводы не означают, что появление седых волос предотвращает рак. Напротив, сено-дифференцировка, по-видимому, служит стресс-индуцированным защитным механизмом, который удаляет поврежденные стволовые клетки до того, как они смогут стать опасными. Когда эта защита не срабатывает или обходится, эти поврежденные клетки могут выжить и потенциально привести к меланоме.
Раскрывая молекулярные пути, которые определяют, произойдет ли с стволовыми клетками защитное истощение или опасное размножение, это исследование связывает биологию старения тканей с формированием рака. Оно также подчеркивает ценность естественного удаления поврежденных стволовых клеток посредством «сенолиза» – биологического процесса, который помогает предотвратить рак, жертвуя клетками, которые в противном случае могли бы стать злокачественными.
