Wnt5a调控间充质干细胞分化形成毛乳头的研究

The demal papaillae(DP) under the hair follicle(HF) can induce the HF regeneration. But the DP do not regrowth after birth. The newest research showed: Wnt5a plays a key role in the regulation of the mesenchyme cell differentialtion, and it also express in the DP during its development specially. Our research found : Wnt5a expressed in the epidermis even before the placode of HF formed.The it move to the dermis. We built two models to induce DP regerention in vivo and in vitro also observed these results. Based on these results, we plan to induce the high/low express of Wnt5a in the models above as well in the cultured mesenchyme cell in vitro. Then observe the change of mesenchyme cell. In order to prove the hypophisis as " In the very beginning of HF development, Wnt5a induce the mesenchyme cell differenctiate into DP". This study will explore the mechanism of mesemchyme cell differentiation regulation, and it will benefit to induce DP development in adult and then regenerate the HF in the future.

毛乳头（DP）是已知的唯一能诱导毛囊再生的间充质成分，然而，出生后DP缺乏自我更新的能力。新近发现：Wnt5a具有调控间充质细胞（MSCs）分化方向的能力，同时,Wnt5a特异地表达于胚胎前DP细胞及成体DP中，但作用未明。我们在系列研究中建立了DP体内外再生模型，预实验也显示：DP发生前Wnt5a表达于表皮，之后才转移并固定于真皮。据此，我们提出"Wnt5a通过调节表皮真皮间的经典和非经典Wnt通路，诱导胚胎及成体MSCs分化形成DP"的假说。我们拟①在DP体内外再生模型、体外培养的MSCs中调控Wnt5a水平，观察对DP形成/再生的影响；②用基因芯片检测胚胎毛囊形成过程Wnt通路及其靶基因的表达方式，在胚胎组织标本和DP再生模型标本中验证它们的时空表达，揭示Wnt5a在DP形成中的作用。研究有利于揭示MSCs分化形成DP的机制，为实现利用DP诱导毛囊再生以治疗脱发性疾病提供新的思路。

毛乳头（DP）在毛囊发生和周期性再生中具有关键作用，是已知的唯一能诱导毛囊再生的间充质成分。但成体DP缺乏自我更新的能力，限制其持续诱导能力。鉴于此，研究DP分化机制，是研究DP毛囊诱导能力的关键。本项目通过构建胚胎皮肤和毛囊上段异体再生模型，检测Wnt/β-catenin重要信号分子和毛囊干细胞的时空表达模式，明确影响成体DP再生的关键因子及分子机制。同时采用灵敏度最高的同位素相对和绝对定量技术（iTRAQ）分别对具有毛囊诱导功能差异的低/高代DP细胞培养液筛选差异表达的与Wnt/β-catenin信号通路密切相关的因子，并进行初步的表达和功能验证。结果表明，Wnt5a在胚胎发生前后的DP高表达，且在其形成过程中，表皮向真皮表达转移；毛囊片段移植后Wnt10b分子的表达水平逐渐增高，表达的部位主要位于毛囊底部切缘附近的ORS和DS处，从第9天到第26天，Wnt10b在底部DS细胞中的表达逐渐增强。Wnt5a第9天表达水平略微低于第5天，随后又开始小幅度升高。Wnt5a在底部DS的表达一直低于ORS；β-catenin持续表达，第15天开始，持续表达在新生DP；TCF3从第9天开始表达在新生DP，干细胞标志物CK15和PCNA的表达也一直升高；DKK1干预降低毛囊再生率，降低毛囊再生相关的CK15和PCNA蛋白表达水平；与高代DP细胞培养液相比，低代DP细胞培养液中有213个差异表达的的蛋白；筛选出的SDF1、MMP3、biglycan、LTBP1在DP细胞培养液诱导形成的毛囊和生长期大鼠触须和干细胞标记物CK15存在共表达，其注射可诱导裸鼠毛发长出，且可以上调β-catenin蛋白在胞核和胞质的表达水平。基于以上结果，本项目明确了Wnt5a等Wnt/β-catenin信号通路关键分子在成体DP再生的关键作用，筛选并初步验证了DP再生相关的蛋白因子，为实现利用DP诱导毛囊再生以治疗脱发性疾病提供新的思路。