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据统计,脱发人群在10年之内增加了四分之一。脱发虽然不会危及患者生命,但是却容易给患者的心理上带来很大的压力和伤害,与健康人群相比,脱发患者更常伴有抑郁和焦虑。此外,精准放疗对脑部肿瘤患者进行救治时,患者往往会出现放疗区域脱发及毛发再生障碍。目前,脱发的治疗存在效果不理想、副作用大、费用高等局限性。为此,探究毛发生长的新机制,是脱发基础研究和临床治疗的关键。基于此,我们与放射学科交叉合作通过电离辐射（Ionizing Radiation,IR）构建了毛发再生障碍小鼠模型,为探讨毛发再生的机制提供了理想的研究手段。有研究发现,干细胞可用于脱发的治疗。当干细胞运用到临床治疗时,会受到干细胞的取材、建株、特性维持等因素的制约。人羊水干细胞（Human Amniotic fluid stem cell,hAFS）有别于其他来源的干细胞,其来源广泛,取材方便,使用无伦理限制,高传代率,低免疫原性。hAFS作为种子细胞在临床同种异体移植方面具有潜在的优势。本实验室建立了多株hAFS,并发现hAFS在皮肤及其附属汗腺结构损伤后的修复中具有重要作用,且证实了 hAFS并不是以分化为受损组织自身细胞的方式促进组织修复,而是通过旁分泌的方式影响创伤修复微环境,或激活移植宿主自身的成体干细胞,从而加速其自身的修复。外泌体（Exosome）是由细胞内多泡小体（multivesicular bodies,MVBs）与细胞质膜融合后释放到细胞外基质中的微小膜泡,具有脂质双层膜结构,碟状,直径为30～150 nm。近年来,干细胞来源Exosome参与心肌组织、肺组织、视网膜、肾脏组织等各种组织再生的研究工作相继刊出。同样,我们也证实了:多指来源骨髓间充质干细胞分泌的Exosome（pBMSC-EXO）,通过促进骨关节炎（OA）中软骨细胞细胞生长,显著缓解OA病理改变。由此可见,Exosome是干细胞参与组织损伤修复的主要形式之一。鉴此,本研究旨在前期系列工作的基础上,以毛发再生为切入点,解析hAFS来源Exosome在IR小鼠毛发再生障碍模型中的干预作用;进一步阐明hAFS来源Exosome调控毛乳头细胞（Dermal papilla cell,DPC）迁移恢复毛囊结构促进毛发再生的新机制,为毛发再生障碍的临床治疗提供新的思路及潜在的干预靶标。第一部分hAFS来源的Exosome对电离辐射后毛发再生的促进作用目的:构建IR毛发再生障碍小鼠模型,探讨hAFS及其来源的Exosome对毛发再生的作用。方法:通过10Gy的电子束照射小鼠背部皮肤,构建IR毛发再生障碍小鼠模型;继而随机分成3组:①毛发再生障碍模型组（IR组）,②在IR中间区域注射hAFS组（hAFS-M组）,③在IR周边区域注射hAFS组（hAFS-P组）。随后在hAFS注射后的不同时间点（3d、7d、14d）对实验各组小鼠毛发的生长情况进行监测,同时毛发生长相关的关键因子表达进行分析比较。在此基础上,收集hAFS细胞的培养上清,通过分次超速离心法提取Exosome,进行生物学特性的鉴定。同样,用hAFS来源的Exosome（hAFS-EXO）对IR毛发再生障碍模型小鼠进行干预治疗,随后在干预治疗后的不同时间点（0d、10d、20d）对实验各组小鼠毛发的生长情况进行监测,同时对毛囊数量、毛乳头结构以及毛囊生长信号相关分子进行比较分析。结果:hAFS干预治疗IR毛发再生障碍小鼠模型时,hAFS注射点的选择与后期毛囊结构的修复密切相关:在IR区域周边注射hAFS,不仅显著促进小鼠IR区域毛发再生,还显著增强了 IR区域周边皮肤组织中bFGF、KGF（成纤维细胞及表皮角质细胞增殖相关的因子）的表达。在此基础上,进一步明确了 hAFS-EXO可促进IR模型小鼠的毛发再生。结论:hAFS来源Exosome参与了毛发再生过程,通过恢复毛乳头结构,进而提供毛母质细胞生长信号,最终促进IR损伤毛发再生。第二部分hAFS-EXO调控DPC迁移促进毛囊结构恢复毛发再生的机制研究目的:拟通过体内外实验明确hAFS-EXO对DPC迁移的调控作用,进一步通过human ceRNA芯片测序探讨hAFS-EXO促进IR损伤后毛发生长的分子机制。方法:从手术切除的头皮组织分离获得人DPC,用8Gy的电子束对DPC进行处理构建IR损伤细胞模型,再用hAFS-EXO进行干预处理,随后通过流式细胞仪分析DPC凋亡情况,通过CCK-8方法分析DPC增殖的变化,通过Transwell小室体系分析DPC迁移能力的改变。在此基础上,我们用hAFS-EXO干预治疗毛发再生障碍小鼠模型,进一步解析体内趋化DPC迁移的CXCL12/CXCR4信号在体内的变化。此外,我们对不同情况下的Exosome（①IR-DPC-EXO:IR损伤DPC来源的Exosome;②IR-DPC-hAFS-EXO:IR损伤的DPC经hAFS-EXO干预处理后释放的Exosome）进行了 human ceRNA芯片测序,进而结合生物信息学分析筛选与迁移功能相关的关键circRNAs,揭示hAFS-EXO中促进IR损伤后毛发生长的分子机制,同时进行了初步验证。结果:原代培养的DPC符合成纤维细胞的特征,表达α-SMA和碱性磷酸酶;hAFS-EXO干预处理后,不会影响DPC的增殖,下调了 DPC的凋亡（无统计学差异）,但是会显著促进DPC的迁移（p＜0.05）。同样,hAFS-EXO干预治疗IR毛发再生障碍小鼠模型时,也会促进小鼠皮肤组织中CXCL12/CXCR4信号的上调表达。此外,human ceRNA芯片测序结果提示:IR-DPC-hAFS-EXO中hsa-circTHBS1起关键作用,它通过海绵机制吸附hsa-miR-140-3p,靶向调控CXCR4基因在DPC中上调表达;且hAFS-EXO和IR-DPC-hAFS-EXO中可以检测到高水平的hsa-circTHBS1,而IR-DPC-EXO 中 hsa-circTHBS1 表达水平较低。结论:hAFS-EXO不仅会显著促进DPC的迁移,还会促进小鼠皮肤组织中CXCL12/CXCR4信号的上调表达;进一步芯片测序及验证结果提示:hAFS-EXO和IR-DPC-hAFS-EXO 中hsa-circTHBS1 起关键作用,它通过海绵机制吸附hsa-miR-140-3p,靶向调控CXCR4基因在DPC中上调表达,诱导DPC迁入IR区域进而促进毛发再生。