ขน ของหนู เปลี่ยนเป็นสีเทา เพราะเซลล์เมลาโนไซต์

ขน ของหนู ที่สร้างเซลล์เม็ดสีจะต้องเคลื่อนไหวและเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอเพื่อให้ผมมีสีตามธรรมชาติ และหนูก็ได้มีสเต็มเซลล์ที่ทำให้ขนกลายเป็นสีเทา นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 19 เมษายนใน Nature เซลล์ต้นกำเนิดจากเซลล์เมลาโนไซต์เหล่านี้เคลื่อนที่ขึ้นและลงตามรูขุมขนแต่มันกลับติดขัดทำให้สีขนนั้นเปลี่ยนไป

เซลล์ต้นกำเนิดมีส่วนร่วมในการสร้างเม็ดสีที่ทำให้สีผมมีพฤติกรรมแตกต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดอื่น ๆ เซลล์ต้นกำเนิดจากเซลล์เมลาโนไซต์เหล่านี้เคลื่อนที่ขึ้นและลงตามรูขุมขน แทนที่จะอยู่เฉยๆ ในขณะที่มีการแกว่งไปมาระหว่างการเจริญเติบโตเต็มที่ แต่ไม่ใช่สิ่งผิดปกติเป็นเพียงแค่การนำไปสู่การเกิดผมหงอก เมื่อสเต็มเซลล์เหล่านี้หยุดการเคลื่อนไหวของมันจนทำให้เกิดผมที่จะกลายเป็นสีขาว

การเคลื่อนไหวนั้นเป็นพฤติกรรมที่แปลกจริงๆ สำหรับสเต็มเซลล์ William Lowry นักชีววิทยาด้านรูขุมขนแห่ง UCLA กล่าว สเต็มเซลล์มักจะอยู่ตามช่องหรือช่องแบ่งเมื่อจำเป็น เขากล่าว “ลูกหลานของพวกเขาออกไปและทำสิ่งที่น่าสนใจ … ในขณะที่เซลล์ต้นกำเนิดมักจะอยู่เฉยๆ” โลว์รีไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ แต่ร่วมเขียนคำอธิบายเกี่ยวกับผลงานที่ปรากฏในวันที่ 19 เมษายนในวารสาร Nature

เซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะซึ่งสร้างตัวเองได้มากขึ้นและก่อให้เกิดเซลล์ที่จะเติบโตเต็มที่เพื่อทำงานเฉพาะอย่าง เซลล์ต้นกำเนิดเมลาโนไซต์สามารถกลายเป็นเซลล์เมลาโนไซต์ได้ ซึ่งเป็นเซลล์ที่สร้างเม็ดสีซึ่งให้สีผมและผิวหนัง

Qi Sun และ Mayumi Ito Suzuki นักชีววิทยาเซลล์ต้นกำเนิดจาก New York University Grossman School of Medicine ไม่ได้ออกเดินทางเพื่อศึกษาเรื่องผมหงอก พวกเขาต้องการทราบว่าเซลล์ต้นกำเนิดเมลาโนไซต์ในรูขุมขนมีพฤติกรรมอย่างไร ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้เกี่ยวข้องกับเซลล์ดังกล่าวในมะเร็งผิวหนังเมลาโนมา

เพื่อทำความเข้าใจวงจรชีวิตของสเต็มเซลล์เมลาโนไซต์ Sun เฝ้าดูรูขุมขนบนหนูตัวเดิมครั้งแล้วครั้งเล่าตลอดอายุขัยของหนู เธอเห็นว่าสเต็มเซลล์ของเมลาโนไซต์เคลื่อนออกจากช่องที่ฐานของฟอลลิเคิลและขึ้นไปในกระพุ้งรูขุม  จากนั้นเซลล์จะหมุนกลับและมุ่งหน้ากลับไปที่ฐาน

นั่นไม่ใช่พฤติกรรมแปลก ๆ ของเซลล์เท่านั้น เซลล์ต้นกำเนิดจะเติบโตหรือแยกความแตกต่างออกเป็นรูปแบบระดับกลางซึ่งในที่สุดจะก่อให้เกิดเซลล์เมลาโนไซต์ ซึ่งเป็นเซลล์ที่สร้างเม็ดสีเมลานินซึ่งทำให้สีผม สำหรับสเต็มเซลล์อื่นๆ เมื่อสเต็มเซลล์เริ่มเติบโตจะไม่มีการย้อนกลับ แต่ สเต็มเซลล์ ของเมลาโนไซต์สามารถสลับไปมาระหว่างสภาวะที่โตเต็มที่น้อยกว่าและที่โตเต็มที่มากกว่าได้

ซันและเพื่อนร่วมงานรายงานว่าการที่สามารถเลื่อนไปมาระหว่างสองสถานะได้นั้นจำเป็นต่อการรักษาสีผมไว้ สถานะระดับกลางจำเป็นสำหรับการโยกย้ายไปยังฐานของแกนผมที่กำลังเติบโต ซึ่งเซลล์บางส่วนจะพัฒนาเป็นเมลาโนไซต์เพื่อสร้างสีผม และสถานะของสเต็มเซลล์จะสร้างกลุ่มสเต็มเซลล์ขึ้นมาใหม่ ซึ่งสามารถเจริญเต็มที่เพื่อสัมผัสกับรากได้

ขน ของหนู จะเปลี่ยนสีได้อย่างไร

เซลล์ต้นกำเนิดต้องเคลื่อนที่เพราะพบโปรตีนที่ช่วยควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์และการเพิ่มจำนวนเซลล์ในส่วนต่าง ๆ ของรูขุมขน นักวิจัยค้นพบโปรตีนที่เรียกว่า WNT ที่สร้างโดยเซลล์ในช่องที่ฐานของรูขุมขนทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเติบโตเป็นเมลาโนไซต์ แต่กิจกรรมของ WNT มากเกินไปทำให้สเต็มเซลล์ไม่สามารถเลื่อนกลับไปสู่สถานะสร้างใหม่ได้

เมื่อหนูอายุมากขึ้นหรือถ้านักวิจัยถอนขนเพื่อให้ผมยาวเร็วขึ้น สเต็มเซลล์ของเมลาโนไซต์ที่เสื่อมสภาพจะติดอยู่ในกระพุ้งรูขุมขนมากขึ้นเรื่อยๆ ที่นั่นพวกเขาไม่สามารถเติบโตในระยะกลางเพื่อเดินทางกลับไปยังช่องฐานที่ซึ่งพวกมันสามารถสร้างเมลาโนไซต์ได้ ส่งผลให้เซลล์สร้างสีเสื่อมสภาพ ทำให้ผมกลายเป็นสีเทา

ขนของหนูสีเทาสามารถย้อนกลับได้ ทีมงานพบว่าการทำให้เซลล์เคลื่อนที่และเริ่มวงจรการเจริญเติบโตอีกครั้งทำให้ผมกลับมามีสีเหมือนเดิม การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าช่วงเวลาแห่งความเครียดทำให้เซลล์เมลาโนไซต์หมดสิ้นลงและทำให้ผมหงอกชั่วคราว

โดยหลักการแล้ว พฤติกรรมแบบนี้จากสเต็มเซลล์ของเมลาโนไซต์อาจทำให้ผมของคนเราเปลี่ยนเป็นสีเทาได้เช่นกัน Rui Yi นักชีววิทยาสเต็มเซลล์จาก Northwestern University Feinberg School of Medicine ในชิคาโก ผู้ไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว จนกว่านักวิจัยจะสามารถสังเกตรูขุมขนของมนุษย์ได้เมื่อเวลาผ่านไป เขากล่าวว่ายังไม่สามารถพูดได้อย่างแน่นอน

สเต็มเซลล์ที่ผ่านการตัดต่อยีนช่วยให้ตุ๊กแกงอกหางที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

การทดลองเกลี้ยกล่อมให้ตุ๊กแกงอกหางใหม่ด้วยเนื้อเยื่อประสาทและกระดูกอ่อนที่มีลักษณะคล้ายกระดูก

การสร้างอวัยวะใหม่ไม่ใช่เรื่องง่าย ตัวอย่างเช่น กิ้งก่าบางตัวสามารถงอกหางกลับได้ แต่ส่วนต่อท้ายใหม่เหล่านี้เลียนแบบของดั้งเดิมเพียงเล็กน้อย ตอนนี้สเต็มเซลล์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมช่วยให้ตุ๊กแกมีหางที่ดีขึ้น

นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 14 ตุลาคมในวารสาร Nature Communications ว่าการปรับแต่งและฝังเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนบนตอหางของตุ๊กแกไว้ทุกข์ (Lepidodactylus lugubris) ทำให้สัตว์เลื้อยคลานมีหางที่เหมือนของเดิมมากกว่าที่เคย การค้นพบนี้เป็นก้าวสำคัญสู่การพัฒนาวิธีการบำบัดแบบปฏิรูปในมนุษย์ ซึ่งวันหนึ่งอาจรักษาบาดแผลที่หายยากได้

หางของตุ๊กแกเป็นส่วนขยายของกระดูกสันหลัง – มีกระดูกสันหลังเพื่อพิสูจน์ อย่างไรก็ตามหางที่สร้างใหม่นั้นเป็นเรื่องง่ายกว่า Thomas Lozito นักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียในลอสแอนเจลิสกล่าวว่า “มันเป็นเพียงกลุ่มไขมัน กล้ามเนื้อ และผิวหนังที่รวมตัวกันเป็นก้อน”

นั่นเป็นเพราะสเต็มเซลล์ในตุ๊กแกโตเต็มวัยสร้างสัญญาณระดับโมเลกุลที่กระตุ้นการสร้างกระดูกอ่อนในหางใหม่ แต่ไม่ใช่กระดูกหรือเนื้อเยื่อประสาท Lozito และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน ซึ่งสามารถพัฒนาเป็นเนื้อเยื่อได้หลากหลายกว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากผู้ใหญ่ ปรับเปลี่ยนเซลล์เหล่านี้ให้ไม่สนใจสัญญาณนี้ จากนั้นจึงฝังเซลล์เหล่านั้นลงบนตอหางของตุ๊กแกที่ผ่าตัดหางออกแล้ว หางที่งอกออกมาจากสเต็มเซลล์ดัดแปลงเหล่านี้มีร่องคล้ายกระดูกในกระดูกอ่อน และสร้างเนื้อเยื่อประสาทใหม่ที่ด้านบนของหาง

หางที่ดัดแปลงเหล่านี้ยังขาดไขสันหลัง ทำให้พวกมันห่างไกลจากของเดิม “เราแก้ไขปัญหาหนึ่งแล้ว แต่ยังมีข้อบกพร่องอีกมากมาย” Lozito กล่าว “เรายังคงตามหาหางที่สมบูรณ์แบบอยู่”

คำถาม-คำตอบที่พบบ่อยเกี่ยวกับหนู

หนูคือสัตว์ประเภทใด?

• หนูเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อยู่ในวงศ์ Muridae ซึ่งเป็นวงศ์สัตว์ที่มีหลายชนิด เช่น หนูป่า หนูเมือง และหนูขาว

หนูมีลักษณะอย่างไร?

• หนูมีลักษณะเด่นคือมีหูแหลมที่มีความไวต่อเสียง และมีขนสั้นหรือยาวขึ้นอยู่กับชนิดของหนู นอกจากนี้หนูยังมีสีของขนที่แตกต่างกันไปตามชนิดของหนูด้วย

หนูมีบทบาทอะไรต่อสิ่งแวดล้อม?

• หนูเป็นสัตว์ที่มีบทบาทสำคัญต่อสิ่งแวดล้อม เพราะเป็นสัตว์กลืนอาหารทั้งพืชและสัตว์ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย นอกจากนี้หนูยังช่วยกระจายเมล็ดพืชและสร้างทางเดินสำหรับสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นในป่าและสวนแต่งกาย

แหล่งที่มา

• sciencenews.org
• sciencealert.com

อัพเดตเรื่องราวข่าวสารเพิ่มเติม หรือ เรื่องราวแนะนำ