Unsere Haarfarbe kommt dadurch zustande, dass pigment-produzierende Zellen, die sogenannten Melanozyten, in unseren Haarfollikeln Farbstoffe produzieren, die sich in die wachsenden Haare einlagern. Die Melanozyten entstehen aus Melanozyten-Stammzellen. Bisher ging man davon aus, dass diese Stammzellen ein festes Reservoir in den Haarfollikeln bilden, aus dem sich jeweils einzelne Zellen zu reifen Melanozyten entwickeln und zur Wachstumszone des Haares wandern.
Mäusefell beim Wachsen beobachtet
Eine neue Studie zeigt jedoch, dass der Prozess komplexer ist als bisher angenommen. An Mäusen hat ein Team um Qi Sun von der New York University nachgewiesen, dass die Melanozyten-Stammzellen bei ihrer Entwicklung außergewöhnlich flexibel sind: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die meisten Melanozyten-Stammzellen zwischen einem undifferenzierten Stammzellstadium und einem Zwischenstadium, dem sogenannten Transit-Amplifikationsstatus, wechseln“, berichtet das Team. Aus dem Transit-Amplifikationsstatus können sich die Stammzellen einerseits bekanntermaßen zu reifen Nachkommen entwickeln. Andererseits können sie sich zur Selbsterneuerung auch in undifferenzierte Stammzellen zurückentwickeln – ein bislang unbekannter Mechanismus.
Über zwei Jahre hinweg beobachteten Sun und ihre Kollegen, wie sich die Melanozyten-Stammzellen in den Haarfollikeln von Mäusen verhielten. Dazu markierten sie einzelne Melanozyten-Stammzellen mit Fluoreszenzmarkern, sodass sie diese Stammzellen und ihre Nachkommen unter dem Fluoreszenzmikroskop nachverfolgen konnten. Auf diese Weise wiesen sie nach, dass das Stammzellreservoir keineswegs wie bislang angenommen räumlich getrennt von den ausdifferenzierten Melanozyten ist, sondern dass auch die Stammzellen innerhalb des Haarfollikels wandern. An verschiedenen Stellen innerhalb des Follikels sind sie unterschiedlichen Proteinsignalen aus ihrer Umgebung ausgesetzt. Diese steuern, ob sich die Stammzellen aus dem Zwischenstadium zu ausdifferenzierten Melanozyten entwickeln oder zurück in einen undifferenzierten Zustand.
Wenn Stammzellen „steckenbleiben“
Im Lebensverlauf fallen immer wieder gealterte Haare aus und werden durch neue ersetzt. Durch diesen natürlichen Prozesses bleiben mit der Zeit mehr und mehr Stammzellen an einer Position im Haarfollikel „stecken“, in der sie weder heranreifen, noch zu ihrem ursprünglichen Kernkompartiment zurückwandern, wo sie die für die Erneuerung notwendigen Proteinsignale bekämen. Diese Zellen werden dadurch unfähig, sich zu regenerieren oder zu funktionsfähigen Melanozyten heranzureifen. Variierten die Forschenden die zur Verfügung stehenden Signalproteine oder beschleunigten sie die Alterung, indem sie den Mäusen immer wieder Haare auszupften, erhöhte sich die Anzahl der „steckengebliebenen“ Stammzellen und das ursprünglich schwarze Fell der Mäuse ergraute schneller.
