去分化源性表皮干细胞直接重编程为汗腺样细胞再生汗腺的基础研究

Severe burn injury distroys the structure of sweat glands with loss of functions of perspiration and body temperature regulation, which affects the health of body and mind and life quality of patients. So the reconstruction of sweat gland not only has important theoretical significance, but also has the direct clinical application value.Based on our previous studies in dedifferentiation and repair of injured sweat glands, we will apply the theory and the results of dedifferentiation to sweat gland regeneration.Firstly, we will induce DDESCs (dedifferention-derived epidermal stem cells) into sweat-gland-like cells in vitro through a new generation of differentiation-inducing system. Secondly, the morphology, phenotype, function, karyotype and genotype of sweat-gland-like cells will be analyzed deeply. Thirdly, the sweat-gland-like cells will be used to reconstruct sweat glands in vitro. Fourthly, the biological process of sweat gland regeneration will be modeled with sweat-gland-like cells in animal.Fifthly, we will identify microRNAs as a potential regulatory mechanism in reprogramming of DDESCs into sweat-gland-like cells. The main aims of our study are to make a breakthrough in the basic theory of sweat gland regeneration and to provide innovative technique for clinical treatment. In this study, we grasp the key scientific problems in wound repair and tissue regeneration. The results are significant for burn treatment，regenerative medicine and tissue engineering.

严重创烧伤导致皮肤汗腺结构破坏，泌汗和体温调节功能丧失，严重影响患者的身心健康与生活质量。因此，重建皮肤汗腺不仅具有重要的理论意义，而且具有直接的临床应用价值。本课题基于我们前期的细胞去分化和汗腺损伤修复的大量工作基础，把去分化研究的理论和成果应用于汗腺再生，拟在离体条件下通过创建新一代诱导分化体系，将去分化源性表皮干细胞（DDESCs）重编程为汗腺样细胞；并深入研究汗腺样细胞的形态、表型、功能、核型和基因型；然后利用汗腺样细胞进行体外重建汗腺实验；并利用汗腺样细胞在动物体内模拟汗腺再生的生物学过程；同时探讨DDESCs向汗腺样细胞重编程过程中的microRNAs 调控机制。最终目标是在汗腺再生的基础理论获得突破的同时为临床治疗提供创新的技术。本课题抓住了当前创伤修复与组织再生研究的关键科学问题，研究结果对创烧伤治疗、再生医学以及组织工程学等相关学科均具有重要意义。

损伤皮肤修复过程中皮肤附件（汗腺、毛囊、皮脂腺），特别是汗腺的再生已经成为再生医学领域研究的重点与难点。本项目基于我们前期关于细胞去分化和汗腺再生的工作基础，重点开展利用表皮干细胞（DDESCs）DDESCs进行汗腺再生的研究，包括DDESCs的制备、扩增及鉴定、新一代诱导分化体系的建立、成功将DDESCs诱导成具有汗腺细胞表型的汗腺样细胞、进一步通过转基因技术将DDESCs诱导成为汗腺样细胞并进行形态、表型及功能鉴定、建立了通过改善细胞生存微环境促进老化表皮细胞的增殖和迁移功能、阐明Hsa-miR-138-5p在诱导汗腺样细胞过程中的作用与机制、DDESCs 重编程来源的汗腺样细胞在动物体内移植模拟汗腺再生的实验研究以及DDESCs胞通过形成“干细胞集落”方式促进创面愈合等。其标志性成果是：成功将DDESCs诱导成为汗腺样细胞，初步阐明了干细胞转分化为汗腺样细胞的microRNA调控机制，并通过动物学实验系统评价了汗腺样细胞再生汗腺的有效性和安全性。项目开展4年间共发表学术论文19篇，其中SCI文章15篇，单篇最高影响因子10.3分；参编专著2部；参加学术会议6人次；培养博士和硕士研究生共7人。因工作成绩突出，课题负责人获解放军总医院资助到哈佛大学医学院访学近一年半（2016.1-2017.6），极大促进了本项目相关成果的国际交流。