معکوس شدن روند چروک شدن پوست و ریزش موی وابسته به پیری در موش

یک جهش ژنی موجب چروکیدگی پوست و ریزش مو می‌شود؛ خاموش کردن آن جهش حالت طبیعی را به موش برگرداند. کیشاو سینگ و همکارانش این کار را روی یک مدل موش در دانشگاه آلاباما در بیرمنگام انجام دادند. با القای یک جهش که موجب نقص در عملکرد میتوکندری می‌‌شد، طی چند هفته چروک‌های پوستی و ریزش مو در موش‌ها مشاهده شد. هنگامی که عملکرد میتوکندریایی با خاموش کردن ژن مسئول اختلال عملکردی میتوکندری، بازیابی شد، پوست موش‌ها صاف و ریزش موی آن‌ها بر طرف شد؛ بهطوری که از موش‌های سالم طبیعی، قابل تمایز نبودند.

سینگ، استاد ژنتیک دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه آلاباما گفت:

تا جایی که ما می‌دانیم، این مشاهده بی‌سابقه است.

جهش عامل این اتفاق مربوط به یک ژن هسته‌ای است که عملکرد میتوکندری‌ها (اندامک‌های کوچکی که مرکز انرژی سلول محسوب می‌شوند) را تحت تاثیر قرار می‌دهد. میتوکندری‌های زیادی که در سلول‌ها وجود دارند، ۹۰ درصد انرژی شیمیایی مورد نیاز سلول را فراهم می‌آورند. در انسان‌ها نقصان عملکرد میتوکندری هنگام پیری مشاهده می‌شود و اختلال عملکردی میتوکندری می‌تواند موجب بیماری‌های مرتبط با افزایش سن شود. نقایصی در DNA میتوکندری در بیماری‌های میتوکندریایی انسانی، بیماری‌های قلبی-عروقی، دیابت، اختلالات عصبی مرتبط با پیری و سرطان دیده شده‌ است.

موش نشان داده‌شده در تصویر میانی، دو ماه پس از ایجاد اختلال در عملکرد میتوکندی، علایم چروک‌های پوستی و ریزش موی مرتبط با پیری را نشان داد. تصویر سمت راست، همان موش است؛ منتها یک ماه پس از آنکه تکثیر DNAی میتوکندریایی از سر گرفته شد. موش سمت چپ یک موش طبیعی به عنوان شاهد برای مقایسه نتایج است

سینگ گفت:

این مدل موش باید یک فرصت بی‌سابقه برای توسعه‌ی استراتژی‌های دارویی پیشگیری و درمان به منظور تقویت عملکردهای میتوکندریایی با هدف درمان آسیب‌های پوست و موی مرتبط با پیری و دیگر بیماری‌های انسانی که در آن اختلالات عملکردی میتوکندریایی دارای نقش هستند، باشد.

جهش در موش‌ها با افزودن آنتی‌بیوتیک داکسی‌سایکلین به غذا یا آب آن‌ها ایجاد می‌شد. این آنتی‌بیوتیک موجب نقصان میتوکندی می‌شود؛ زیرا در نتیجه‌ی حضور آن، فعالیت آنزیم تکثیرکننده‌ی DNA، متوقف می‌شود. طی چهار هفته، در موش‌ها علامت‌های موهای خاکستری، کاهش تراکم موها، آهسته شدن حرکات و حالت رخوت دیده شد، تغییراتی که نشانه‌های پیری طبیعی محسوب می‌شوند. طی چهار تا هشت هفته پس از ایجاد جهش، چروکیده شدن پوست مشاهده شد و علایم چروکیدگی پوست در موش‌های ماده شدیدتر از موش‌های نر بود. با خاموش شدن این جهش روند چروکیدگی پوست و ریزش موها به میزان قابل توجهی، معکوس شد.

به‌طور دقیق‌تر، تعداد سلول‌های پوست موش‌هایی که در آن‌ها جهش القا شده بود، افزایش یافته بود، ضخیم شدن غیر طبیعی لایه‌ی خارجی پوست مشاهده می‌شد، فولیکول‌های مو حالت عملکردی خود را از دست داده بودند و افزایش التهابی که به نظر می‌رسید در آسیب مو مشارکت داشته باشد، به چشم می‌خورد. این حالت‌ها مشابه با حالت پیری بیرونی پوست در انسان‌ها نیز است. در موش‌هایی که دچار کاهش DNA میتوکندری شده بودند، تغییراتی در بیان چهار نشانگر مرتبط با پیری در سلول نیز مشاهده شد.

همچنین در توازن بین آنزیم‌های ماتریکس متالوپروتئیناز (MMP) و مهارکننده‌های اختصاصی بافتی آن‌ها در پوست اختلال به‌وجود آمد؛ توازن بین این دو برای حفظ رشته‌های کلاژن در پوست و جلوگیری از چروکیده شدن پوست ضروری است.

میتوکندری موش‌هایی که جهش در آن‌ها القا شده بود، دارای محتوی DNA کمتری بود، بیان ژن میتوکندریایی در آن‌ها تغییر یافته بود و بی‌ثباتی در مجموعه‌های بزرگی از میتوکندری‌ها که در فسفریلاسیون نوری مشارکت داشتند، دیده می‌شد. معکوس کردن جهش، موجب بازیابی عملکرد میتوکندری و نیز معکوس‌شدن روند آسیب‌های پوستی و مویی شد. این یافته‌ها نشان داد که میتوکندری‌ها تنظیم کننده‌های برگشت‌پذیر پیری پوست و ریزش مو هستند؛ مشاهده‌ای که به‌عقیده‌ی دانشمندان شگفت‌آور است. سینگ گفت:

این موضوع نشان‌دهنده‌ی آن است که مکانیسم‌های اپی‌ژنتیکی پشت صحنه‌ی ارتباط بین میتوکندری و هسته باید نقش مهمی در بازیابی فنوتیپ پوست و موی طبیعی داشته باشد. آزمایش‌های بیشتری لازم است تا مشخص شود که آیا تغییرات فنوتیپی (تغییرات ظاهری) در دیگر اندام‌ها نیز می‌تواند با بازیابی DNA میتوکندری، به حالت طبیعی برگردد یا نه.

نتایج این پژوهش در ژورنال  Cell Death & Disease منتشر شده است.