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研究背景: 毛乳头细胞在毛囊发生和周期性再生中具有关键的作用,但是在培养过程中,逐渐失去毛囊诱导力。因此,揭示低/高代数毛乳头细胞毛囊诱导功能差异的分子机制,是研究毛乳头细胞毛囊诱导功能关键点。目前研究证实microRNA(miRNA)在毛囊再生中发挥重要作用;Long non coding RNA(LncRNA)作为一种新的RNA在多个层次参与基因表达调控。 目的: 1.比较低代和高代毛乳头细胞的毛囊诱导能力。 2.筛查低代数和高代数毛乳头细胞miRNA,LncRNA的差异表达。 3.分析差异表达的miRNA,LncRNA在毛乳头细胞中可能发挥的作用。 4.分析miRNA,LncRNA与WNT通路的关系,筛选对WNT经典通路有影响的miRNA,LncRNA。 5.研究hsa-miR-195-5p(miR-195-5p)与WNT信号通路的关系,揭示其影响毛乳头细胞毛囊诱导功能的作用机制。 方法: 1.从人头皮分离毛乳头细胞进行原代培养,连续传代至第10代,对比毛乳头细胞的形态和聚集状态。 2.以第4代和第10代毛乳头细胞分别作为低代数和高代数毛乳头细胞,注射到裸鼠背部,定期观察及HE染色观察毛囊再生的情况。 3. microarray芯片分别检测低代数和高代数毛乳头细胞的miRNA和LncRNA表达。 4. Q-PCR对差异miRNA和LncRNA进行验证,生物信息学对差异miRNA和LncRNA进行分析。 5.预测差异表达miRNA的靶基因,建立差异表达miRNA和WNT通路的网络图。 6.通过以下方法建立LncRNA与WNT通路的联系: ① LncRNA邻近的编码RNA属于WNT通路; ② LincRNA300kb之内的编码RNA属于WNT通路; ③ Enhancer LncRNA300kb之内的编码RNA属于WNT通路; ④建立CNC网络结构。 7.在第4代毛乳头细胞中转染miR-195-5p mimics,研究miR-195-5p在毛乳头细胞中的作用机制: ① Western Blot检测细胞中β-catenin的表达; ② Target Scan,miranda和mirbase预测miR-195-5p的靶基因; ③ Western Blot检测靶基因的蛋白表达变化;同时使用Q-PCR方法检测靶基因mRNA表达变化; ④ Western Blot检测WNT通路下游,且与毛囊诱导能力相关的标记基因的表达。 结果: 1.毛乳头细胞随代数的增加逐渐失去多层聚集能力;低代数毛乳头细胞能够诱导裸鼠背部长出毛发,而高代数细胞不能。 2.miRNA microarray结果检测到1924个miRNA,低代数的毛乳头细胞相对于高代数毛乳头细胞显著上调有27个miRNA,下调有106个。(阈值:大于1.5倍,P<0.05);LncRNA microarray检测到1,4211个 LncRNA和2,0436个 mRNA,低代数的毛乳头细胞相对于高代数毛乳头细胞显著上调有1773个LncRNA和1703个mRNA,下调有1683个LncRNA和2010个mRNA(阈值:大于2.0倍,P<0.05)。Q-PCR证实miRNA、LncRNA变化趋势与基因芯片相同。 3.建立的miRNA和WNT通路的网络图中发现:①低代毛乳头细胞中高表达抑制WNT非经典通路的miRNA,高代毛乳头细胞中高表达抑制WNT/β-catenin经典通路的miRNA;②miR-30a-5p,miR335-5p,miR-516a-5p,miR-195-5p有可能参与WNT/β-catenin的激活或抑制。 4.分析差异的LncRNA和WNT通路的联系,发现:HOTAIR,H19,RP11-766N7.3有可能参与WNT经典通路的调控。 5.β-catenin在细胞中的表达量与miR-195-5p mimics转染浓度有关,LRP6在蛋白和mRNA水平表达同时下调;同时位于WNT通路下游的基因的也下调。 结论: 1.只有表现多层聚集能力的低代数毛乳头细胞能够直接诱导毛囊再生。 2.低代毛乳头细胞高表达抑制WNT非经典通路的miRNA;随毛乳头细胞代数增加,细胞中表达抑制WNT/β-catenin经典通路的miRNA上调。 3. miR-30a-5p,miR335-5p,miR-516a-5p,miR-195-5p可能参与WNT/β-catenin的激活或抑制。 4. HOTAIR,H19,RP11-766N7.3可能参与WNT经典通路的调控。 5. miR-195-5p抑制毛乳头细胞WNT/β-catenin经典通路的活化从而调控毛乳头细胞毛囊诱导功能。