The dermal papilla is known to playa major role in influencing the form and dynamics of the hair follicle, which probably involves regulatory substances crossing the basal lamina. But little is known about the junctions between the dermal papilla and the surrounding epithelial cells of the hair bulb, or between the connective tissue and the epithelial cells on the outside of the hair follicle. This study was performed to identify the ultrastructural differences between dermoepidermal junction of the skin and connective tissue-epithelial junctions on the outside of the hair follicle and around the dermal papilla of normal anagen hair follicles in the human fetal scalp skin. Electron microscopic findings of dermoepidermal junction in scalp skin showed that basal lamina was very irregular and undulated, and it contained many attachment plaques of hemidesmosomes with sub-basal dense plates, tonofilaments, and anchoring filaments. Also invaginations of plasma membrane of basal keratinocytes were seen. There were clear differences both on the outside of the follicle and around the dermal papilla as compared with similar junction in the skin. In particular, neither hemidesmosomes nor tonofilaments, as seen in dermoepidermal junction, were observed in the dermal papilla. Also attachment plaque, sub-basal dense plate and anchoring filaments were not observed at the junction on the outside of the follicle and the dermal papilla. There were some differences between connective tissue-epithelial junctions on the outside of the hair follicle and around the dermal papilla, ie, smoothness of basal lamina and orthogonal arrangement of collagen fibers were seen in the outside of hair follicle, but not in the dermal papilla. These results indicate that the mechanical connection between the hair follicle and the connective tissue component is much weaker than that between the corresponding components in skin, and it reflects the dynamic processes during the anagen phase of the hair follicle compared to the relatively permanent state of the epidermis.
Objectives : Puerariae Radix extracts are a rich source of isoflavones that affect the activity of hepatic antioxidant enzymes. However, the effect of these extracts on hair growth in human dermal papilla (DP) cells is unknown. The purpose of this study is to compare the effects between juice and water extracts of Puerariae Radix on the mRNA expression levels of hair growth-related genes in dermal papilla (DP) cells. Methods : The antioxidant activity of juice and water extracts of Puerariae Radix was analyzed using an ABTS assay. The cytotoxicity was analyzed using the MTS assay in DP cells. mRNA expression levels of hair growth-related genes in dermal papilla (DP) cells were analyzed using quantitative RT-PCR analysis. Results : Juice and water extracts of Puerariae Radix showed strong antioxidant activity. The cytotoxicity was confirmed to be higher in the juice extract than the water extract, using the MTS assay on DP cells. The mRNA expression levels of CTNNB1, FGF7, and BMP6 were significantly increased after treatment with water extract, whereas the juice extract did not affect the expression of hair growth-related genes. Conclusions : Our study provides evidence that water extract of Puerariae Radix is effective at inducing hair growth, by promoting the mRNA expression levels of hair growth-related genes. Also in the future, studies should be conducted to investigate the effects of Puerariae radix extracts on the various hair growth mechanisms of dermal papilla cells.
Kim, Young Eun;Choi, Hyung Chul;Lee, In-Chul;Yuk, Dong Yeon;Lee, Hyosung;Choi, Bu Young
Biomolecules & Therapeutics
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v.24
no.6
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pp.572-580
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2016
3-Deoxysappanchalcone (3-DSC) has been reported to possess anti-allergic, antiviral, anti-inflammatory and antioxidant activities. In the present study, we investigated the effects of 3-DSC on the proliferation of human hair follicle dermal papilla cells (HDPCs) and mouse hair growth in vivo. A real-time cell analyzer system, luciferase assay, Western blot and real-time polymerase chain reaction (PCR) were employed to measure the biochemical changes occurring in HDPCs in response to 3-DSC treatment. The effect of 3-DSC on hair growth in C57BL/6 mice was also examined. 3-DSC promoted the proliferation of HDPCs, similar to Tofacitinib, an inhibitor of janus-activated kinase (JAK). 3-DSC promoted phosphorylation of ${\beta}$-catenin and transcriptional activation of the T-cell factor. In addition, 3-DSC potentiated interleukin-6 (IL-6)-induced phosphorylation and subsequent transactivation of signal transducer and activator of transcription-3 (STAT3), thereby increasing the expression of cyclin-dependent kinase-4 (Cdk4), fibroblast growth factor (FGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF). On the contrary, 3-DSC attenuated STAT6 mRNA expression and IL4-induced STAT6 phosphorylation in HDPCs. Finally, we observed that topical application of 3-DSC promoted the anagen phase of hair growth in C57BL/6 mice. 3-DSC stimulates hair growth possibly by inducing proliferation of follicular dermal papilla cells via modulation of $WNT/{\beta}$-catenin and STAT signaling.
Gyusang Jeong;Seung Hyun Shin;Su Na Kim;Yongjoo Na;Byung Cheol Park;Jeong Hun Cho;Won-Seok Park;Hyoung-June Kim
Journal of Ginseng Research
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v.47
no.3
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pp.440-447
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2023
Background: The human hair follicle undergoes cyclic phases-anagen, catagen, and telogen-throughout its lifetime. This cyclic transition has been studied as a target for treating hair loss. Recently, correlation between the inhibition of autophagy and acceleration of the catagen phase in human hair follicles was investigated. However, the role of autophagy in human dermal papilla cells (hDPCs), which is involved in the development and growth of hair follicles, is not known. We hypothesized that acceleration of hair catagen phase upon inhibition of autophagy is due to the downregulation of Wnt/β-catenin signaling in hDPCs, and that components of Panax ginseng extract can increase the autophagic flux in hDPCs. Methods: We generated an autophagy-inhibited condition using 3-methyladenine (3-MA), a specific autophagy inhibitor, and investigated the regulation of Wnt/β-catenin signaling using the luciferase reporter assay, qRT-PCR, and western blot analysis. In addition, cells were cotreated with ginsenoside Re and 3-MA and their roles in inhibiting autophagosome formation were investigated. Results: We found that the unstimulated anagen phase dermal papilla region expressed the autophagy marker, LC3. Transcription of Wnt-related genes and nuclear translocation of β-catenin were reduced after treatment of hDPCs with 3-MA. In addition, treatment with the combination of ginsenoside Re and 3-MA changed the Wnt activity and hair cycle by restoring autophagy. Conclusions: Our results suggest that autophagy inhibition in hDPCs accelerates the catagen phase by downregulating Wnt/β-catenin signaling. Furthermore, ginsenoside Re, which increased autophagy in hDPCs, could be useful for reducing hair loss caused by abnormal inhibition of autophagy.
Objectives : Mangifera indica leaves are well known for having a variety of benefits, including anti-inflammatory, anti-tumor, diabetic retinopathy and diabetic vasculosis. However, the effects of Mangifera indica leaves on hair loss inhibition have not been studied. In this study, we investigated to find out the activity of Mangifera indica leaves on hair loss. Methods : 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid(ABTS) analysis was performed to confirm the antioxidant efficacy of the water extract of Mangifera indica leaves (WEML). To examine the effect of WEML on cell viability in dermal papillar (DP) cells, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetra Zolium (MTS) analysis was performed. The changes in the mRNA expression level of the hair loss and hair growth-related genes in dermal papilla cells by WEML treatment were confirmed by quantitative RT-PCR. Results : In dermal papilla (DP) cells, ABTS analysis and MTS analysis of WEML showed antioxidant efficacy and low cytotoxicity. As a result of gene expression analysis through Quantitative RT-PCR, no changes in hair growth-related genes BMP6 and CTNNB1 was confirmed. but inhibitory activity of WEML on hair loss-related genes EGR1, SGK, DKK1, SRD5A1 and SRD5A2 was confirmed. Conclusion : We confirmed that WEML has excellent antioxidant efficacy and a inhibitory activity of hair loss-related genes including 5α-reductase genes. These results suggest that Mangifera indica leaves have a potential activity as a hair loss treatment for hair loss and hair growth. Biochemical or molecular biological research on hair loss is needed.
In this study, Saussurea Lappa roots were extracted using ethanol and n-hexane, and also the effects on proliferation of human hair dermal papilla cells and fibroblast and related signaling pathway were evaluated. 3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5 diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay was conducted for cell proliferation effect of Saussurea Lappa root extract, and extracellular signal-related kinase (ERK), serine/threonine protein kinase (Akt), wingless-related integration site (Wnt)/𝛽-catenin signaling pathway, and 5𝛼-reductase expression through western blot analysis were measured. Saussurea Lappa root extract significantly increased human hair dermal papilla cells and propagation of fibroblast, promoted phosphorylation of ERK and Akt that get involved in cell proliferation. Additionally, Saussurea Lappa root extract significantly decreased promotion of Akt phosphorylation and cell proliferation by MEK/ERK inhibitor PD98059 and PI3K/Akt inhibitor LY294002. Also, Saussurea Lappa root extract induced intranuclear 𝛽-catenin accumulation by promoting phosphorylation of 𝛽-catenin (Ser552, 675) through phosphorylation of GSK-3𝛽 (Ser9), and suppressed activation of 5𝛼-reductase type I and II. Overall, Saussurea Lappa root induces cell proliferation through vitalization of ERK and Akt route of human hair dermal papilla cells and fibroblast and apoptosis defense mechanism, and can be helpful in hair loss prevention and hair growth by vitalizing the 𝛽-catenin signaling pathway and inhibiting activation of 5𝛼-reductase, which can be used as a potential hair care products.
Establishment of immortalized human dermal papilla cells (DPCs) retaining the characteristics of DPCs would be a great help for hair researchers. We recently established a simian virus 40T (SV40T)-transformed human DP cell line (SV40TDPC). However, the cell line senesced around passage 25 and ceased proliferation. In this study, we introduced the human telomerase reverse transcriptase (hTERT) gene into SV40T-DPC and established an immortalized human DP cell line. The cell line, SV40T-hTERT-DPC, did not induce tumors when inoculated into nude mice. SV40T-hTERT-DPC maintained morphology of early passage DPCs, expressed markers of DPCs, and retained responses to Wnt/${\beta}$-catenin and bone morphogenic protein (BMP) signaling pathways known to be required for hair-inducing activity of DPCs. The data strongly suggest that SV40T-hTERT-DPC retains many characteristics of human DPCs in vivo without malignant transformation.
The recent development of methods for culturing hair follicles in vitro has proved an important tool to investigate many aspects of drug screening. Hair follicles develop as a result of epithelial-mesenchymal interactions between epidermal keratinocytes and dermal cells. We isolated some follicle cells using explantation and enzymatic digestion method from human scalp hair follicles. So we could culture some follicular cells, such as outer root sheath (ORS) cells, dermal papilla (DP) cells, dermal sheath (DS) cells, matrix cells and melanocytes. To induce hair morphogenesis in vitro the cells were 3-D cultured as skin structures. Moreover, to develop hair follicel organ culture model, we applied dermal equivalent (DE) to culturing hair follicles to expand hair growth period.
Kim, Hyeong-Key;Kim, Cheol-Hong;Yoon, Hyun-Min;Kang, Kyung-Hwa;Song, Choon-Ho
Korean Journal of Acupuncture
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v.34
no.3
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pp.146-155
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2017
Objectives : This study was carried out to investigate the effects of Crataegi Fructus water extract(CFWE) on hair growth in an alopecia model of C57BL/6N mice and human dermal papilla cells(hDPCs). Methods : Six-week old mice were depilated and separated in 3 groups ; CON, MXD(2% Minoxidil), and CFWE. The treatments were applied twice a day for 18 days. The hair growth was determined photographically. The hair density, thickness and length were identified by Folliscope and the weights of body were measured. In dorsal skin tissue, the expression of hair growth-related protein was analyzed by Western blot. In hDPCs with/without $IFN-{\gamma}$, cell proliferation and the expression of hair growth-related genes were analyzed. Results : We observed that CFWE promoted hair growth compared to CON. CFWE improved the hair density, thickness and length compared to CON. CFWE increased the $Wnt/{\beta}$-catenin signaling in dorsal skin. In hDPCs, CFWE accelerated the cell proliferation and inhibited $IFN-{\gamma}$-induced hDPCs degeneration. CFWE increased the mRNA expression of ${\beta}$-catenin, Axin-2, BMP-4, FGF-7, FGF-10, and ALP compared to CON and $IFN-{\gamma}$ treated cells. Conclusions : These results suggest that CFWE has a hair regrowth activity via $Wnt/{\beta}$-catenin signaling and can be useful for the treatment of alopecia.
Shin, Hyoseung;Yoo, Hyeon Gyeong;Inui, Shigeki;Itami, Satoshi;Kim, In Gyu;Cho, A-Ri;Lee, Dong Hun;Park, Won Seok;Kwon, Ohsang;Cho, Kwang Hyun;Won, Chong Hyun
BMB Reports
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v.46
no.9
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pp.460-464
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2013
The progression of androgenetic alopecia is closely related to androgen-inducible transforming growth factor (TGF)-${\beta}1$ secretion by hair follicle dermal papilla cells (DPCs) in bald scalp. Physiological levels of androgen exposure were reported to increase reactive oxygen species (ROS) generation. In this study, rat vibrissae dermal papilla cells (DP-6) transfected with androgen receptor showed increased ROS production following androgen treatment. We confirmed that TGF-${\beta}1$ secretion is increased by androgen treatment in DP-6, whereas androgen-inducible TGF-${\beta}1$ was significantly suppressed by the ROSscavenger, N-acetyl cysteine. Therefore, we suggest that induction of TGF-${\beta}1$ by androgen is mediated by ROS in hair follicle DPCs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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