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在哺乳动物的整个生命过程中,毛囊反复经历生长期、退行期和静止期然后再次进入生长期的循环过程。当毛囊干细胞从其周围微环境获得足够的激活信号来克服已存在的高水平BMP信号时,毛囊从静止期进入生长期,从而启动毛发生长。虽然调控毛囊干细胞活性的分子机制已有研究,但是营养和能量效应因子在该过程中的作用仍不得而知。mTOR信号通路作为营养和能量调控的信号中枢,深入研究其在毛发再生过程中的作用,不仅有利于阐述营养和能量对毛发生长的影响,还能够完善毛囊干细胞活性调控的分子网络,并可能为临床脱发提供潜在的治疗靶点。 本研究通过组织形态学分析和蛋白免疫定位方法发现,在毛囊从静止期到生长期转变过程中,mTOR信号在毛囊干细胞中呈现周期性的激活,且该激活模式与毛囊干细胞的增殖吻合。本研究利用诱导型条件性敲除策略和药理学抑制方法在生长期启动前敲除/抑制成年小鼠表皮内的mTOR信号,发现缺失mTOR信号使毛囊干细胞的激活显著延迟,并且毛囊静止期明显延长。 进一步的研究表明,在mTOR信号缺失的毛囊中BMP信号显著延长。通过体外基因功能获得和缺失研究发现,mTOR信号通路负调控BMP信号,该结果得到了体内研究的支持:在小鼠皮肤内外源导入BMP抑制剂(Noggin)能够挽救mTOR信号缺陷小鼠表型。 综上所述,本研究揭示,在毛发再生过程中mTOR信号通路通过抵消BMP介导的抑制作用促进毛囊干细胞的激活,从而启动毛发再生。