TR3/Nur77调控Wnt/β-catenin和/TGF-β1信号通路在雄激素源性脱发中的机制研究

Motivation of hair follicle stem cell (HFSC) is a necessary condition of hair growth from telogen to anagen. Androgenic alopecia(AGA) is characterized by prolonged telogen in the hair loss area. It’s not clear yet that whether HFSC is involved in AGA and how the molecular mechanism works. With the support of foregoing National Natural Science Fund, we have got several observations as follows: 1. TR3 and androgen receptor(AR)in HRSC are over-expressed in the hair loss area of AGA patients.2.Expression and autophagy of TR3 in HFSC is stimulated by dihydrotestosterone(DHT). 3. By regulating specific gene, TR3 is involved in the process of cell growth, differentiation, apoptosis and autophagy. Based on these results, we set up this project. The experiment concludes two parts, DHT acting on HSFC in vitro and mice hair in vivo. CRISPR-Cas9 technique will be adopted for specific target gene knockout or transfected. Via immunofluorescence and molecular biological methods, we’ll try to confirm that classical Wnt/β-catenin and (or) TGF-β1 signaling pathways mediate TR3 over-expression in HFSC. It may explore how DHT is involved in HSFC differentiation, proliferation and autophagy, as well as its possible role in AGA pathogenesis. Significance of this research is to provide new perspectives and possibilities for target treatments of AGA and relevant animal model establishing.

局部双氢睾酮（DHT）的升高是雄激素源性脱发（AGA）的重要原因，毛发休止期延长是其显著特征，而毛囊干细胞（HFSC）激活是毛发从休止期到生长期的必要条件。目前，关于HFSC是否参与AGA发病过程及其分子机制，尚不明确。申请者在前项国家自然基金支持下，发现休止期毛发HFSC中TR3表达上调，DHT可促进HFSC中TR3表达并抑制其增殖和诱导其自噬。已有研究报道TR3在细胞生长、分化和自噬等过程中发挥重要作用。在此基础上，本项目采用DHT处理HFSC细胞和小鼠毛发为模型，利用CRISPR-Cas9技术特异性敲除TR3或瞬时转染方法，通过免疫荧光、WB、RT-PCR等实验，证实TR3通过Wnt/β-catenin和/（或）TGF-β1信号通路参与DHT对HFSC的增殖、分化和自噬的调控并进一步研究其在AGA发病中的可能作用。本研究对今后开发AGA新的治疗靶点药物及其动物模型建立提供新视野。

局部双氢睾酮(DHT)的升高是雄激素源性脱发(AGA)的重要原因，毛发休止期延长是其显著特征，而毛囊干细胞(HFSC)激活、毛乳头细胞(DPC)的信号传导是毛发从休止期到生长期的必要条件。目前，关于DHT诱导的HFSC及DPC改变是否参与AGA发病过程及其分子机制尚不明确。课题组前期研究发现休止期毛发HFSC中TR3表达上调，DHT可促进HFSC中TR3表达。本课题从以下几个方面进行研究：1.临床研究：对AGA患者脱发区和非脱发区头皮组织进行miRNA测序分析，发现差异表达miRNA，进一步分析miR-133b表达与DHT的相关性、miR-133b对毛囊细胞的调节作用。2.动物实验：使用脱毛小鼠观察DHT对小鼠毛发再生的抑制作用，检测毛囊及周围组织的变化及Wnt/β-catenin信号通路分子表达变化。后续进一步探索脂肪干细胞外泌体对毛发再生的促进作用及拮抗DHT的抑制作用。3.毛囊器官培养：体外培养人毛囊，观察不同浓度DHT对毛囊生长的影响，并检测相关信号通路表达；后续研究脂肪干细胞外泌体拮抗DHT对毛囊的抑制作用。4.细胞实验：分离HFSC，检测细胞中AR和TR3的表达水平；分离DPC，进行增殖、毛囊诱导能力等功能实验，观察使用DHT、脂肪干细胞外泌体等处理后其功能变化，并检测Wnt/β-catenin和TGF-β信号通路相关蛋白的表达。重要结果：成功分离、鉴定并培养人毛囊干细胞；DHT处理可上调HFSC中AR和TR3的表达；AGA患者脱发区miR133b异常高表达，可能与毛乳头细胞miR133b上调去抑制Wnt/β-catenin信号通路从而导致脱发的发生有关；DHT对毛囊生长的抑制作用与下调Wnt/β-catenin信号通路和上调TGF-β信号通路相关；脂肪干细胞外泌体则可效拮抗DHT对毛乳头细胞及毛囊生长的抑制作用，其机制为上调Wnt/β-catenin信号通路和下调TGF-β信号通路。科学意义：通过脱发区与非脱发区miRNA测序结果进行差异分析，有助于深入研究AGA的脱发机制，对开发AGA新的治疗靶点及开展基因治疗具有指导意义；课题组拓展研究了脂肪干细胞外泌体促进毛发生长及拮抗DHT对毛囊的抑制作用，对开发AGA干细胞无细胞治疗奠定了实验基础。