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文檔簡介
1、背景:
毛囊是皮膚的重要附屬器官,由多種類型細(xì)胞組成。出生后,小鼠毛囊經(jīng)歷周期性的生長(anagen)、退化(catagen)及靜止(telogen)三個(gè)階段的不斷重復(fù)。在經(jīng)歷一段時(shí)期的生長后,小鼠毛囊進(jìn)入退化期,此時(shí)毛球部細(xì)胞開始凋亡,逐漸形成上皮細(xì)胞索,DP被逐漸拉向表皮。當(dāng)上皮細(xì)胞索徹底消失后,DP位于靠近Bulge的位置,毛囊退化停止,進(jìn)入靜止期。在經(jīng)歷一段時(shí)間的休息之后,毛囊感受到外界信號(hào)刺激,位于次級(jí)毛芽處的細(xì)胞最
2、先開始增殖,觸發(fā)新一輪的毛囊發(fā)育,之后bulge處的毛囊干細(xì)胞開始增殖,并向下遷移形成快速增殖細(xì)胞,毛囊開始下一輪周期循環(huán)。
毛囊周期異常往往導(dǎo)致嚴(yán)重的毛囊疾病,如斑禿,雄激素性脫發(fā),老年性脫發(fā)及產(chǎn)后脫發(fā)等,給患者身心帶來巨大傷害,并且目前的治療方式尚不理想,因此對毛囊周期調(diào)控的研究有助于為臨床治療脫發(fā)提供參考。
多種信號(hào)通路參與毛囊周期循環(huán)的調(diào)控,其中最重要的是Wnt/β-catenin信號(hào)通路。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了19
3、個(gè)Wnt家族成員,根據(jù)胞內(nèi)傳播路徑的不同分為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路(即Wnt/β-catenin信號(hào)通路)及非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路。其中Wnt/β-catenin信號(hào)通路作用于毛囊細(xì)胞的增殖及分化,參與毛囊形態(tài)發(fā)生及毛囊周期循環(huán),因此一直受到毛囊研究者的關(guān)注。目前有關(guān)毛囊周期調(diào)控的報(bào)道多集中于生長期向退化期轉(zhuǎn)變及靜止期向生長期轉(zhuǎn)變兩方面,而退化期向靜止期轉(zhuǎn)變這方面的研究很少。
GasderminA3(Gsdma3)基因隸屬于Gasd
4、ermin基因家族,特異性的表達(dá)于小鼠表皮及毛囊角質(zhì)形成細(xì)胞。我們前期研究發(fā)現(xiàn),Gsdma3基因突變后小鼠毛囊周期出現(xiàn)異常,同時(shí),Wnt/β-catenin信號(hào)通路關(guān)鍵分子β-catenin的表達(dá)量升高,提示Gsdma3基因?qū)γ抑芷谟姓{(diào)控作用,其機(jī)制可能與Wnt/β-catenin信號(hào)通路的作用相關(guān)。
目的:
本課題擬通過分析Gsdma3基因在突變及過表達(dá)的情況下,對小鼠毛囊周期進(jìn)程的作用及對Wnt/β-caten
5、in信號(hào)通路相關(guān)分子表達(dá)的影響,證實(shí)Gsdma3基因是調(diào)節(jié)小鼠毛囊周期新因子,同時(shí)具有抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路的作用,以此加深對Gsdma3基因功能的認(rèn)識(shí),豐富毛囊周期信號(hào)調(diào)控相關(guān)的理論,同時(shí)還可為臨床相關(guān)疾病治療的研究提供參考。
方法:
1.Gsdma3基因突變對毛囊周期影響的研究
通過H&E染色觀察Gsdma3基因突變鼠毛囊周期變化,并經(jīng)過免疫熒光及堿性磷酸酶染色觀察毛乳頭(DP)位置變化
6、;
2.Gsdma3基因回補(bǔ)對Gsdma3基因突變鼠毛囊周期影響的研究
3.Gsdma3基因突變對毛囊第二輪生長期影響的研究
通過外部觀察及H&E染色檢查Gsdma3基因突變鼠第二輪毛囊生長期與野生型鼠是否一致;利用免疫熒光觀察細(xì)胞增殖及毛囊干細(xì)胞變化,并通過免疫熒光及TUNEL實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)細(xì)胞增殖及凋亡。
4.Gsdma3基因突變對Wnt/β-catenin信號(hào)通路分子表達(dá)影響的研究
(1
7、)通過PCR array及免疫熒光實(shí)驗(yàn)觀察Gsdma3基因突變鼠各時(shí)期Wnt/β-catenin信號(hào)通路分子表達(dá)變化;
(2)采用免疫熒光技術(shù),觀察Gsdma3及β-catenin的表達(dá)及定位;觀察Wnt10b、β-catenin及l(fā)eft在毛囊周期各時(shí)間點(diǎn)的表達(dá);
(3)統(tǒng)計(jì)Gsdma3基因突變鼠不同周期毛囊核陽性β-catenin細(xì)胞數(shù)。
(4)退化期Gsdma3基因突變鼠回補(bǔ)Gsdma3及含有突變位點(diǎn)
8、的Gsdma3表達(dá),觀察毛Wnt/β-catenin信號(hào)通路相關(guān)分子表達(dá)變化;
(5)退化期野生型鼠過表達(dá)wnt10b,觀察毛囊周期變化。
5.Gsdma3基因抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路的研究
(1)通過在野生型鼠中過表達(dá)Gsdma3基因,用H&E、免疫熒光方法觀察Gsdma3基因?qū)?nèi)源性Wnt/β-catenin信號(hào)通路的影響;
(2)在野生型鼠皮膚注射wnt0b腺病毒升高外源性Wn
9、t/β-catenin信號(hào)通路,同時(shí)注射Gsdma3腺病毒,經(jīng)H&E、免疫熒光檢測Gsdma3基因?qū)ν庠葱訵nt/β-catenin信號(hào)通路及細(xì)胞增殖的影響;
(3)培養(yǎng)JB6細(xì)胞,通過腺病毒過表達(dá)Gsdma3及wnt10b,利用TOP/FOP雙熒光素酶報(bào)告基因及免疫熒光檢測Gsdma3基因?qū)﹄x體培養(yǎng)表皮細(xì)胞Wnt/β-catenin信號(hào)通路及細(xì)胞增殖的影響。
6.Gsdma3基因調(diào)控Wnt/β-catenin信號(hào)通
10、路分子機(jī)制的研究
(1)運(yùn)用啟動(dòng)子報(bào)告質(zhì)粒,對Wnt/β-catenin信號(hào)通路核心分子wnt0b的轉(zhuǎn)錄調(diào)控進(jìn)行分析;
(2)利用抗Gsdma3抗體進(jìn)行ChIP實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證Gsdma3是否為轉(zhuǎn)錄因子,以及尋找Gsdma3調(diào)控靶基因;
(3)經(jīng)RT-PCR檢測Gsdma3基因突變鼠不同毛囊周期階段維甲酸信號(hào)分子表達(dá),通過維甲激動(dòng)劑與Gsdma3過表達(dá)質(zhì)粒聯(lián)合使用,觀察Gsdma3基因與維甲酸信號(hào)以及維甲酸信號(hào)與
11、wnt0b基因表達(dá)的關(guān)系。
結(jié)果與討論:
1.Gsdma3基因突變引起毛囊靜止期缺失
(1) Gsdma3基因突變鼠毛囊周期缺少靜止期,在毛囊周期循環(huán)中Gsdma3基因突變鼠一直保留上皮細(xì)胞索結(jié)構(gòu),使DP始終遠(yuǎn)離Bulge;
2.Gsdma3基因回補(bǔ)后Gsdma3基因突變鼠毛囊進(jìn)入靜止期。
3.Gsdma3基因突變不影響毛囊第二輪生長期進(jìn)入
Gsdma3基因突變鼠進(jìn)入第二輪毛囊
12、生長期時(shí)間與野生型鼠相同;退化期毛囊增殖增加,凋亡減少;在退化期末,Gsdma3基因突變鼠退化上皮細(xì)胞索細(xì)胞增殖強(qiáng)烈;Gsdma3基因突變鼠不存在次級(jí)毛芽結(jié)構(gòu),但退化上皮細(xì)胞索下方細(xì)胞在第二輪生長期轉(zhuǎn)換為次級(jí)毛芽結(jié)構(gòu),彌補(bǔ)了這一不足。
4.Wnt/β-catenin信號(hào)通路分子在Gsdma3基因突變鼠背部皮膚中表達(dá)上調(diào)
(1) Gsdma3基因突變鼠各時(shí)期Wnt/β-catenin信號(hào)通路分子表達(dá)升高;
(
13、2)退化期毛囊存在Gsdma3及β-catenin的表達(dá)及定位;Wnt10b、β-catenin及l(fā)ef1在Gsdma3基因突變鼠表達(dá)升高;
(3)Gsdma3基因突變鼠不同周期毛囊核陽性β-catenin細(xì)胞數(shù)增多;
(4)回補(bǔ)Gsdma3基因(而不是含有突變位點(diǎn)的Gsdma3基因)導(dǎo)致退化期Gsdma3基因突變鼠Wnt/β-catenin信號(hào)通路活性下降;
(5)野生型鼠過表達(dá)wnt0b,引起退化期延長
14、。
5.Gsdma3基因?qū)nt/β-catenin信號(hào)通路有抑制作用
(1)通過野生型鼠過表達(dá)Gsdma3基因,引起內(nèi)源性Wnt/β-catenin信號(hào)通路分子表達(dá)降低,同時(shí)抑制了細(xì)胞增殖;
(2)在野生型鼠過表達(dá)Gsdma3基因,導(dǎo)致外源性Wnt/β-catenin信號(hào)通路分子表達(dá)降低及細(xì)胞增殖減少。
(3)過表達(dá)Gsdma3基因抑制離體培養(yǎng)JB6細(xì)胞的TOP/FOP報(bào)告基因活性,并且抑制經(jīng)w
15、nt10b腺病毒升高的wnt10b、β-catenin及l(fā)ef1的表達(dá)及細(xì)胞增殖。
6.Gsdma3基因可能通過升高維甲酸信號(hào)抑制wnt10b基因表達(dá)
(1)Gsdma3基因不能直接抑制wnt10b的啟動(dòng)子活性;
(2)ChIP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Gsdma3不是轉(zhuǎn)錄因子,因此Gsdma3基因可能通過間接途徑調(diào)控wnt10b分子表達(dá);
(3)Gsdma3基因突變鼠背部皮膚維甲酸信號(hào)分子表達(dá)下降,Gsdma3基
16、因可以通過激活維甲酸信號(hào)抑制wnt10b基因表達(dá)。
結(jié)論:
本研究首次發(fā)現(xiàn)Gsdma3基因突變會(huì)引起毛囊退化期向靜止期的轉(zhuǎn)變受阻、毛囊退化期延長,但不影響下一生長期到來,因此導(dǎo)致靜止期缺失。而Wnt/β-catenin信號(hào)通路在調(diào)控這一過程中起重要作用。Gsdma3基因具有抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路的能力,并且可能通過抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路影響毛囊周期轉(zhuǎn)換。Gsdma3基因?qū)nt/β-c
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