Eine vorläufige Studie zu Markern für menschliche Haarfolikel-Melanin-Stammzellen
Melanozyten-Stammzellen (MSCs), die aus dem Neuralleist stammen, dienen als Reservoir für Melanozyten (MCs) und befinden sich hauptsächlich in der Bulge-Region der Haarfolikel. Während der Embryonalentwicklung differenzieren sich Neuralleistenzellen zu Melanoblasten (MBs), die in die Epidermis und Haarfolikel migrieren. Ein Teil der Melanoblasten differenziert sich im Haarmatrixbereich zu reifen Melanozyten, die Pigmente produzieren und an Keratinozyten (KCs) übertragen. Die verbleibenden Melanoblasten etablieren sich in der follikulären Region als Melanozyten-Stammzellen, die für die kontinuierliche Regeneration von Melanozyten verantwortlich sind.
Die Identifizierung von Melanozyten-Stammzellen erfolgt durch spezifische Marker, darunter das Paired-Box-Gen 3 (PAX3) und Dopachrom-Tautomerase. PAX3, ein Transkriptionsfaktor der PAX-Familie, ist entscheidend für die Differenzierung, Migration und Proliferation von Melanoblasten und Melanozyten. Es wird angenommen, dass PAX3 den undifferenzierten Zustand von Melanozyten-Stammzellen aufrechterhält, weshalb es als verlässlicher Marker für diese Zellen gilt.
Neben Melanozyten-Stammzellen finden sich in Haarfolikeln auch Haarfolikel-Stammzellen (HFSCs), die aus ektodermalem Epithel stammen und sich in verschiedene Zelltypen differenzieren können. HFSCs können Melanin von reifen Melanozyten aufnehmen und pigmentierte Haarschaften generieren. Sie exprimieren Marker wie CK15, CK19 und CD34. CD34, ein Adhäsionsmolekül, wird selektiv in der Bulge-Region humaner Haarfolikel exprimiert und ist ein Schlüsselmarker für HFSCs.
In dieser Studie wurde die Präsenz von Melanozyten-Stammzellen und HFSCs in gemischten Hautzellen aus humanem Vorhautgewebe untersucht. Vorhautgewebe wurde aufgrund seines hohen Melanozytengehalts gewählt. Die Zellen wurden enzymatisch aufgeschlossen, wodurch eine Mischung aus Keratinozyten, Melanozyten, Fibroblasten und wenigen Stammzellen der Basalschicht bzw. der Haarfolikel gewonnen wurde. PAX3 und CD34 dienten als Marker für Melanozyten-Stammzellen bzw. HFSCs. Die Detektion erfolgte mittels Durchflusszytometrie (FCM).
Die FCM-Ergebnisse zeigten, dass der Anteil PAX3-positiver Zellen 4,82±0,15%, CD34-positiver Zellen 5,38±0,21% und PAX3+/CD34+-Doppelpositiver Zellen 0,58±0,05% betrug. Aus den aufbereiteten Zellproben (Gesamtzellzahl: 8,50±0,65 × 10⁷) wurden PAX3+/CD34+-Zellen isoliert, deren Anteil 0,67±0,15% (≈5,70±0,40 × 10⁵ Zellen) entsprach.
Zur weiteren Charakterisierung der PAX3+/CD34+-Zellen wurde die Expression melanozytenspezifischer Marker analysiert, darunter Tyrosinase-verwandtes Protein-2 (TRP-2), MITF, Melan-A, Tyrosinase (TYR), TYR-1 und SOX10. TRP-2 wurde in PAX3+/CD34+-Zellen ähnlich wie in Kontrollmelanozyten exprimiert. Hingegen waren MITF, Melan-A, TYR, TYR-1 und SOX10 in PAX3+/CD34+-Zellen signifikant reduziert (<20% der Kontrolle). Immunfluoreszenz bestätigte die Oberflächenexpression von TRP-2, nicht jedoch von MITF oder Melan-A.
Diese Befunde legen nahe, dass PAX3+/CD34+-Zellen sowohl Marker von Melanozyten-Stammzellen als auch HFSCs tragen und möglicherweise als Übergangszellen zwischen diesen Populationen fungieren. Das Expressionsprofil (TRP-2+/MITF–/Melan-A–) weist auf spezifische Eigenschaften von Melanozyten-Stammzellen hin, die sich von reifen Melanozyten unterscheiden.
Zusammenfassend identifizierte diese Studie eine PAX3+/CD34+-Zellpopulation in humanem Vorhautgewebe, die Marker beider Stammzelltypen exprimiert und ein für Melanozyten-Stammzellen charakteristisches Profil aufweist. Die Kombination PAX3+/CD34+/TRP-2+/MITF–/Melan-A– könnte potenzielle Marker für menschliche Haarfolikel-Melanin-Stammzellen darstellen. Weitere Studien sind erforderlich, um die Rolle dieser Zellen in der Melanozytenregeneration und Haarbiologie zu klären.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000206