Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2637
Main Title: Molecular characterization of the anagen human hair follicle
Translated Title: Molekulare Charakterisierung von anagenen, humanen Haarfollikeln
Author(s): Ariza de Schellenberger, Angela
Advisor(s): Lauster, Roland
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Menschliche Haarfollikel sind komplette Organe, die während der frühen Embryonalentwicklung gebildet werden und unter normalen Bedingungen lebenslang Fähigkeiten zur Selbsterneuerung und zur Hautreparatur haben. Die Regulation der menschlichen Haarfollikel wird durch einige Faktoren beeinflusst, deren Funktionen noch nicht komplett bekannt sind. Die möglichst vollständige Aufklärung der Haarfollikel-Biologie ist, aufgrund des großen Einflusses auf andere Wissenschaftsbereiche wie Dermatologie, Alterung, Kosmetik und Tissue engineering, von großer Bedeutung. Durch umfangreiche Forschungen seit den frühen Sechziger jahren hat sich ein umfangreiches Wissen über das Potential der Haarfollikel angesammelt. Trotzdem sind die Untersuchungen über menschliche Haarfollikel, wegen des Fehlens spezifischer Marker für Stammzellen und deren Abkömmlinge, immer noch limitiert. Die vorliegende Arbeit trägt zur Charakterisierung von epidermalen, mesenchymalen und extrazellulären Matrixkomponenten von menschlichen Haarfollikeln bei. Auf der Basis von Gen-Mikroarrays von Laser-Mikrodissezierten anagenen menschlichen Haarfollikeln war es möglich, die in situ-Genexpression von epidermalen und mesenchymalen Kompartimenten zu messen und die Progenitorzellen mit den korrespondierenden, sich transient-vermehrenden Zellpopulationen zu vergleichen. Basierend auf der in situ-Genexpressionsprofilierung war es möglich, die Expression von bekannten ,Markern‘ zu überprüfen, und neue extrazelluläre Marker für epidermale und mesenchymale Stammzellnischen und für weiter differenzierte Zellpopulationen auf dem mRNA-Level zu bestimmen. Unter Nutzung der gleichen experimentellen Methoden konnten die ExtrazellulärmatrixKomponenten für wachsende (anagene) Haarfollikel bestimmt werden. Wichtige Unterschiede zwischen den Fibroblasten des Bindegewebes und des Papillarkörpers, den beiden mesenchymalen Komponenten des Haarfollikels, konnten beschrieben werden. Das oligomere Knorpel-Matrixprotein (cartilage oligomeric matrix protein – COMP) wurde in dieser Arbeit als essentielle Komponente der Extrazellulärmatrix des menschlichen Haarfollikels während des Haarzyklus gefunden, welches spezifisch durch die Fibroblasten des Bindegewebe in situ und in vitro exprimiert wird. In dieser Arbeit wird die Hypothese aufgestellt, dass geändert COMP expression in Verbindung mit spärlichem und dünnem Haar stehen kann, wie z.B. bei Chondrodysplasie- und Sklerodermie-Patienten. Insgesamt wird zum ersten Mal gezeigt, dass COMP ein Teil der ECM von humanen Haarfollikeln ist und eine wichtige Funktion in der humanen Haarbiologie spielt.
Human hair follicles are complete organs which develop early during embryogenesis and posses under normal conditions a long life self renewal capacity and skin repair potential under wounding conditions. The functioning of human hair follicles might be affected by several factors that are not yet fully understood. The full understanding of the ongoing mechanisms in hair follicle biology is of great relevance due to its impact on the research fields of dermatology, aging, cosmetics and tissue engineering. Much work has been done since the early sixties and extensive knowledge has been obtained about the potential of hair follicle cells. Nevertheless, the study of human hair follicles is still limited due to the lack of specific markers that define stem cell populations and their progeny. This work contributes to the characterization of epidermal, mesenchymal and extracellular matrix components of human hair follicles. Based on gene microarrays of laser microdissected anagen human hair follicles, it was possible to identify the in situ gene expression of the epidermal and mesenchymal compartments, and compare the progenitor cells with the correspondent transient amplifying cell populations. On the basis of the in situ gene expression profiling was possible to revise expression of known “markers”, and define new extracellular markers for epidermal and mesenchymal stem cell niches and further differentiated cells populations at the mRNA level. Using the same cell experimental design, the extracellular matrix components for growing (anagen) hair follicles were defined. Relevant differences between connective tissue and dermal papilla fibroblasts, the two mesenchymal components of hair follicles were described. Cartilage oligomeric matrix protein (COMP) is detected in this work as an essential component of the human hair follicle extracellular matrix through the hair cycle which is specifically expressed by connective tissue fibroblasts in situ and in vitro. In this work is hypothesized that altered COMP expression might be associated with scant fine hair as in the case of some chondrodysplasia and scleroderma patients. Together all this reveals for the first time that COMP is part of the ECM of human hair follicles and suggests its important funciton in normal human hair biology.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-28328
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2934
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2637
Exam Date: 4-Jun-2010
Issue Date: 10-Nov-2010
Date Available: 10-Nov-2010
DDC Class: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Subject(s): Extrazellulärmatrix
Gewebetechnik
Haarfollikel
Laser-Microdissection
Stammzelle
Extracellular matrix
Hair follicle
Laser-microdissection
Stem cell
Tissue engineering
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