แบบจำลองหุ่นจำลองเซลล์ทำนายว่าเซลล์ต้นกำเนิดของรากผมงอกใหม่ได้อย่างไร

เส้นผมของคุณ - หรือการขาดผม - เป็นผลมาจากการชักเย่อตลอดชีวิตระหว่างตัวกระตุ้นที่ปลุกและตัวยับยั้งที่สงบ สเต็มเซลล์ในรูขุมขนทุกส่วนในร่างกายของคุณ ตามข้อมูลของ Cheng-Ming Chuong, MD ปริญญาเอก มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย (USC)Chuong นำเสนอผลการวิจัยเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม ที่การประชุมประจำปี American Society for Cell Biology 2011 ในเมืองเดนเวอร์ จากงานวิจัยที่รายงานเมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมาใน Science Chuong และเพื่อนร่วมงานของเขาร่วมกับนักคณิตศาสตร์ Philip Maini, Ph.D. และ Ruth E. Baker, Ph.D. เพื่อใช้แบบจำลอง "หุ่นยนต์เซลล์" เพื่ออธิบายพฤติกรรมของประชากร ของรูขุมขน เมื่อใช้แบบจำลองการทำนาย นักวิจัยพบว่ารูขุมขนของมนุษย์ที่โตเต็มวัยแต่ละเส้นสามารถนับเฉพาะสัญญาณกระตุ้นการเจริญเติบโตภายในเท่านั้น โดยไม่ต้องอาศัยความช่วยเหลือจากรูขุมขนที่อยู่ติดกันในสภาพแวดล้อมมหภาค ในทางตรงกันข้าม การเจริญเติบโตของรูขุมขนของกระต่ายและหนูขึ้นอยู่กับสัญญาณจากรูขุมขนข้างเคียง แบบจำลองออโตมาตอนแบบเซลลูลาร์ประกอบด้วยตารางทางคณิตศาสตร์ปกติของออโตมาตา ซึ่งแต่ละออโตมาตาแสดงถึงหนึ่งรูขุมขนในหนึ่งในสี่ขั้นตอนวงจรการทำงาน รอบหุ่นยนต์แต่ละตัวมีหุ่นยนต์แปดตัวซึ่งเป็นเพื่อนบ้านของรูขุมขน สุขภาพเส้นผม สถานะของออโตเมตอนแต่ละตัวจะเปลี่ยนไปตามกฎที่กำหนดว่าเส้นผมบนหนังศีรษะของมนุษย์หรือในขนของสัตว์จะจมอยู่ในคลื่นการเจริญเติบโตที่เรียกว่าระยะแอนาเจน หรือยังคงอยู่ในระยะพักตัวหรือระยะเทโลเจน ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม - ฤดูหนาวหรือช่วงใหม่ทางสรีรวิทยาในชีวิตของสิ่งมีชีวิต เช่น วัยแรกรุ่น คลื่นการฟื้นฟูโดยรวมสามารถแผ่กระจายไปทั่วผิวหนัง กระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดขนในรูขุมขนแต่ละส่วนและเซลล์ที่อยู่ด้านหน้าได้หลายสิบ หลายพัน ในฤดูกาลหรือช่วงชีวิตอื่น รูขุมขนแต่ละส่วนอาจยังคงถูกล็อคไว้ในเทโลเจนโดยตัวยับยั้งในสภาพแวดล้อมมหภาค ระดับสารยับยั้งถูกปรับบางส่วนโดยเนื้อเยื่อไขมันในผิวหนังและระบบต่อมไร้ท่อส่วนกลาง การควบคุมหลายชั้นเหล่านี้สร้างความสมดุลระหว่างการส่งสัญญาณยับยั้ง BMP (โปรตีน morphogenic ของกระดูก) ที่ทำให้สเต็มเซลล์ของเส้นผมอยู่ในสถานะนิ่งและเปิดใช้งานการส่งสัญญาณ Wnt ที่ปลุกพวกมัน Chuong รายงานการแพร่กระจายของคลื่นที่แข็งแกร่งในกระต่าย การแพร่กระจายทีละน้อยในหนู และการเติบโตแบบสุ่มโดยสูญเสียการมีเพศสัมพันธ์ของรูขุมขนในผิวหนังมนุษย์ ข้อมูลแนะนำแนวทางใหม่ในการรักษาโรคผมร่วงแบบแอนโดรเจนิก ซึ่งเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดในผู้ชายสูงวัย: อาจทำให้รูขุมขนงอกใหม่ได้ง่ายกว่าโดยการปรับปรุงสภาพแวดล้อม แทนที่จะปลูกถ่ายสเต็มเซลล์