Мужская и женская кожа: почему они заживают по-разному

Вы когда-нибудь замечали, что мужчины и женщины по-разному переносят болезни кожи? Например, у женщин раны заживают быстрее, а некоторые воспалительные заболевания встречаются чаще у мужчин. Учёные из Брюссельского свободного университета (ULB) и Кембриджского университета выяснили, что причина — в половых гормонах, которые управляют поведением стволовых клеток кожи. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Стволовые клетки: строители нашей кожи

Наша кожа постоянно обновляется. В самом нижнем слое есть стволовые клетки — они делятся, чтобы производить новые клетки. Часть «дочерних» клеток остаётся стволовыми, а другие превращаются в специализированные клетки, которые защищают нас от внешней среды. По мере созревания они теряют способность делиться, поднимаются к поверхности и в конце концов отшелушиваются.

Учёные давно спорили, как именно устроен этот процесс. Чтобы разобраться, исследователи использовали мощный микроскоп и наблюдали за отдельными клетками кожи живых мышей целых пять месяцев — беспрецедентно долгий срок! Оказалось, что стволовые клетки не сразу превращаются в зрелые клетки кожи, а проходят промежуточную стадию, где могут делиться лишь ограниченное число раз. Это помогает ответить на давний вопрос о том, как кожа поддерживает себя.

Сестринские клетки: слаженная команда или одиночки?

Самое неожиданное открытие касалось поведения новых клеток. У самок мышей две «сестринские» клетки, образовавшиеся от деления одной родительской, часто принимают одинаковые решения одновременно. Обе могут снова делиться или обе начать превращаться в зрелые клетки кожи. Их поведение напоминает двух гребцов, которые синхронно работают вёслами.

У самцов же сестринские клетки менее синхронизированы и ведут себя более независимо. «Мы изначально хотели понять, как кожа обновляется и есть ли иерархия со стволовыми клетками во главе. Мы были удивлены, обнаружив сильные различия в том, как стволовые клетки обновляют кожу у самок и самцов», — объясняет доктор Dan Engelman, первый автор исследования.

Гормоны дирижируют клетками

Чтобы выяснить причину различий, учёные исследовали влияние половых гормонов. Когда самцов мышей кастрировали (убирая основной источник тестостерона), их клетки кожи начинали вести себя как женские. А когда им вводили дигидротестостерон (активную форму тестостерона), клетки возвращались к типично мужскому поведению. Так стало ясно, что мужские гормоны регулируют скорость созревания клеток кожи и их уход из слоя стволовых клеток.

Затем команда изучила женские гормоны. Удаление яичников снижало скорость размножения стволовых клеток и почти полностью устраняло характерную синхронизацию между сестринскими клетками. Лечение эстрадиолом (формой эстрогена) восстанавливало размножение стволовых клеток. В итоге: тестостерон ускоряет созревание клеток кожи, а эстрогены способствуют размножению стволовых клеток и помогают координировать поведение новых клеток. Учёные также проверили тестостерон на человеческой коже, выращенной в лаборатории, и обнаружили, что гормон ускоряет дифференцировку стволовых клеток — значит, часть механизма работает и у людей.

Женские раны заживают быстрее

Различия в поведении стволовых клеток сопровождались ещё одним важным открытием: самки мышей быстрее восстанавливались после повреждений кожи. Раны на спине у самок закрывались значительно быстрее, особенно в первые дни после травмы. Это преимущество частично связано с тем, что их стволовые клетки активировались раньше и работали более слаженно. По мере заживления разница между самцами и самками постепенно уменьшалась. Результаты показывают, что гормональная регуляция стволовых клеток может объяснить, почему заживление ран различается у полов.

Что это значит для нас

Врачи давно заметили, что мужчины и женщины по-разному заживляют раны, переносят воспалительные заболевания кожи и болеют некоторыми видами рака кожи. Но биологическое объяснение оставалось неполным. Новое исследование, выявив влияние половых гормонов на стволовые клетки, предлагает возможное объяснение.

В перспективе эти знания помогут создавать методы лечения с учётом пола пациента. Например, улучшить восстановление после ожогов и операций, лечить хронические раны при диабете (проблема миллионов людей по всему миру), а также предотвращать рак кожи. Пока быстрее заживление и слаженное поведение стволовых клеток показаны у мышей. Нужны дальнейшие исследования, чтобы понять, насколько эти процессы схожи у человека и можно ли их использовать для улучшения медицинской помощи.

«Это исследование — технологический прорыв, а открытие различий между стволовыми клетками кожи самцов и самок просто ошеломляет и совершенно неожиданно. Оно проливает свет на ряд клинических наблюдений, которые ранее не имели биологического объяснения. Открывается широкий круг новых вопросов — от фундаментальной биологии стволовых клеток до клинических проблем, таких как заживление ран, развитие рака и аутоиммунные заболевания. Пол — параметр, который слишком часто упускают из виду в биологии и медицине. Теперь мы будем исследовать различия между мужчинами и женщинами в процессе формирования и прогрессирования рака кожи, а также молекулярные механизмы, ответственные за эти различия», — говорит профессор Cédric Blanpain, руководитель исследования.

Исследование проведено при сотрудничестве с профессором Benjamin Simons и его командой из Кембриджского университета, а также с научными группами Michele De Luca (Университет Модены и Реджо-Эмилии, Италия), Yulia Shwartz (Broad CIRM Center, Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, США) и Esther Hoste (VIB-Гентский университет, Бельгия). Финансирование осуществлялось за счёт FNRS (включая стипендии FRIA), TELEVIE, WEL Research Institute, Fondation contre le Cancer, Fondation ULB, Fonds Erasme, Fondation Julie et Françoise Drion, Fonds Yvonne Boël, совместной программы FNRS/FWO EOS (Excellence of Science) и Европейского исследовательского совета (ERC).