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根据形态学和细胞水平及分子水平上的行为的不同,毛囊的周期可以分为三个不同的阶段:生长期(Anagen)、退化期(Catagen)以及静止期(Telogen)[1-4]。毛囊在一个周期的不同时期中,体现着其特定的大小,包括不同的直径和长度。毛囊在生长发育过程中如何决定其直径和长度目前还不清楚。毛囊的直径受控于DP的大小。我们推测Wnt10b/DKK1可能通过调节DP与表皮细胞的相互作用来调节毛囊的直径。本研究中,我们首先通过对静止期不应期(refractory telogen)的C57BL/6小鼠背皮多次过表达腺病毒介导的Wnt10b,激活经典Wnt/β-catenin信号通路。通过H&E染色,检测再生毛囊的形态变化。对过表达Wnt10b后的再生毛囊的种类进行分析,观察Wnt10b对于再生毛囊种类改变的影响。为探讨Wnt10b如何在细胞和分子水平上改变再生毛囊的形态,我们用免疫荧光检测和比较了再生毛囊其干细胞、增殖、分化水平的变化。其次,我们在过表达Wnt10b后,继续过表达DKK1,检测DKK1对Wnt信号通路抑制之后,毛囊大小的变化情况。再次,我们对小鼠背皮生长期毛囊直接过表达DKK1,检测其对毛囊大小控制的直接作用。毛囊的长度决定于生长期的长短。此外,先前的研究表明,Gsdma3可能影响毛囊的生长发育。我们推测Gsdma3可能影响毛囊的长度。我们检测了Gsdma3基因突小鼠背皮毛囊的形态,以及Gsdma3基因突变后Wnt/β-catenin的表达情况,以探讨Gsdma3与毛囊Wnt信号通路相互作用。再次,我们用TUNEL染色和免疫荧光、RT-PCR、Western blot等技术检测凋亡信号通路的关键分子Caspase-3的表达,来观察Gsdma3对毛囊内外根鞘凋亡的影响。我们通过对野生型小鼠和Gsdma3基因突变鼠过表达Gsdma3,来确认Gsdma3对于毛囊形态学的控制。在离体水平上,我们对JB6细胞过表达Gsdma3,观察Gsdma3对表皮细胞凋亡的影响。过度的Wnt激活诱使新的毛囊的生长。我们推测Wnt10b/DKK1参与新生物的生长发育。我们在离体水平上,对JB6细胞持续过表达Wnt10b或者连续性表达Wnt10b/DKK1,观察皮肤细胞的迁移,增殖和侵袭能力的变化,在细胞和分子水平上鉴定Wnt10b/DKK1对于表皮细胞转化过程中的作用。主要结果如下:①Wnt10b/DKK1调控毛囊的直径:检测了4次Wnt10b过表达后,小鼠再生毛囊的形态结构变化。在多次过表达Wnt10b诱导再生的毛囊中,其各部分结构明显增宽增粗,如毛球部、内外根鞘、毛干髓质等毛囊的结构都明显增宽,而毛乳头也明显增大,这些结构的增大增宽共同导致了整个毛囊结构的增宽,说明Wnt10b在毛囊再生过程中对毛囊直径具有调节作用。Wnt10b诱导再生的毛囊,其长度没有明显变化。有趣的是,在影响的毛囊类型中,Wnt10b更多的作用于Zigzag毛囊,而对其他种类的毛囊作用较小,也并未显著改变毛囊的种类。检测了再生毛囊的增殖、分化情况和毛囊干细胞的定位。在Wnt10b多次诱导再生的毛囊,Wnt信号通路过度激活,其各部分的增殖明显加剧,内根鞘和毛干的分化紊乱,而毛囊干细胞的标记物高表达于非bulge区的外根鞘部位。在2次过表达Wnt10b之后继续过表达DKK1,大部分的毛囊可维持正毛囊常P98的大小,其毛母质、外根鞘、DP的增殖能力恢复到正常水平,而外根鞘的毛囊干细胞标记物表现明显降低,但其内根鞘和毛干的分化水平无法完全恢复。一次剂量DKK1处理生长期早期毛囊,可显著减小次级毛囊毛干的直径。②Gsdma3调控毛囊的长度:H&E染色显示,Gsdma3基因突变鼠的毛囊间表皮和毛囊漏斗部明显增厚,毛囊的长度在生长期稍显增长但与野生型小鼠毛囊相比无显著差异。但在野生型小鼠进入退化期毛囊长度缩短时,Gsdma3基因突变鼠的毛囊依旧维持生长期的长度。免疫荧光、RT-PCR和Western blot结果表明,β-catenin在Gsdma3基因突变鼠毛囊间表皮和漏斗部表达明显升高,而Caspase-3在Gsdma3基因突变鼠的内外根鞘表达明显降低。TUNEL染色显示在毛囊退化期,Gsdma3基因突变鼠的内外根鞘细胞凋亡程度明显下降。TNF-a诱导C57BL/6鼠和Gsdma3突变鼠后,TNFR2和Gsdma3表达明显升高,而凋亡迹象仅在B6鼠发生,在Gsdma3突变鼠受阻。在对Gsdma3基因突变鼠和野生型小鼠背皮过表达Gsdma3后,毛囊长度明显缩短,内外根鞘TUNEL阳性细胞数目明显增加,Caspase-3表达明显升高。在离体水平上对JB6细胞过表达Gsdma3后,亦印证了在体水平Gsdma3促进上皮细胞凋亡的作用。③Wnt10b/DKK1控制表皮细胞转型:通过对JB6细胞2次过表达Wnt10b,经典Wnt信号激活,细胞的增殖、迁移和侵袭能力明显增加。在多次过表达Wnt10b后,JB6细胞转化为细胞团的形态结构。而顺序性过表达Wnt10b+DKK1,可阻断Wnt信号通路的激活,并抑制细胞的增殖、迁移和侵袭能力,阻止表皮细胞的转化。综上所述,本课题研究表明,Wnt10b/DKK1在毛囊再生过程中通过调节毛囊细胞的增殖、迁移和分化来控制毛囊的直径,而Gsdma3通过参与TNF-a诱导的凋亡信号通路来调节Capase-3的表达,进而调节毛囊细胞的凋亡来控制毛囊的长度。离体实验证明Wnt10b/DKK1可以调控表皮细胞转型。