Bone Morphogenetic Protein Signaling Inhibits Hair Follicle Anagen Induction by Restricting Epithelial Stem/Progenitor Cell Activation and Expansion

诺金 细胞生物学 生物 Wnt信号通路 骨形态发生蛋白 BMPR2型 干细胞 祖细胞 信号转导 内分泌学 内科学 遗传学 医学 基因
作者
Jiwang Zhang,Xi He,Wei Tong,Teri N. Johnson,Leanne M. Wiedemann,Yuji Mishina,Jian Feng Ma,Linheng Li
出处
期刊:Stem Cells [Wiley]
卷期号:24 (12): 2826-2839 被引量:145
标识
DOI:10.1634/stemcells.2005-0544
摘要

Epithelial stem cells (EP-SCs) located in the bulge region of a hair follicle (HF) have the potential to give rise to hair follicle stem/progenitor cells that migrate down to regenerate HFs. Bone morphogenetic protein (BMP) signaling has been shown to regulate the HF cycle by inhibiting anagen induction. Here we show that active BMP signaling functions to prevent EP-SC activation and expansion. Dynamic expression of Noggin, a BMP antagonist, releases EP-SCs from BMP-mediated restriction, leading to EP-SC activation and initiation of the anagen phase. Experimentally induced conditional inactivation of the BMP type IA receptor (Bmpr1a) in EP-SCs leads to overproduction of HF stem/progenitor cells and the eventual formation of matricomas. This genetic manipulation of the BMP signaling pathway also reveals unexpected activation of beta-catenin, a major mediator of Wnt signaling. We propose that BMP activity controls the HF cycle by antagonizing Wnt/beta-catenin activity. This is at least partially achieved by BMP-mediated enhancement of transforming growth factor-beta-regulated epithelial cell-specific phosphatase (PTEN) function. Subsequently, PTEN, through phosphatidyl inositol 3-kinase-Akt, inhibits the activity of beta-catenin, the convergence point of the BMP and Wnt signaling pathways.
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