脂肪干细胞抑制光老化皮肤上皮干细胞龛位重塑的信号通路研究

With the spread of aging in the world, the research on skin aging has aroused more and more interest. The epidermis and its appendages continually regenerate throughout postnatal mammalian life due to the activity of resident epithelial stem cells. Their function is tightly controlled by the local tissue microenvironment or niche that regulates epithelial stem cells activity. At present the research of epithelial stem cell niche is not clear, then epithelial stem cell niche can become the cut-in point to study the mechanism of skin photoaging. Adipose derived stem cells have become a hotspot of skin rejuvenation, but the mechanism is not clear. We hypothesized that the subcutaneous transplantation of adipose derived stem cells can affect the BMP signaling pathway and extracellular matrix to regulate remodeling of epithelial stem cell niche. The project will provide new ideas, new ways and new targets for the treatment of skin photoaging and hair loss. And it will provide a theoretical basis for autologous fat granule transplantation to improve the aging of skin and wound healing.

随着老龄化在世界的蔓延，对皮肤光老化相关的研究引起了越来越大的兴趣。皮肤及其附属器的不断更新由上皮干细胞维持和调控。干细胞龛位（stem cell niche) 作为干细胞生存的微环境，直接影响原位干细胞的功能及增殖分化能力等。目前对于上皮干细胞龛位的研究并不明确，可以作为研究皮肤光老化机制的切入点。脂肪干细胞具有抗衰老的作用，已经成为研究的热点，但这种抗衰老的机制并不明确。我们假设脂肪干细胞皮下移植能够通过影响BMP信号通路、细胞外基质来调节老化皮肤上皮干细胞龛位重塑及上皮干细胞活性，以达到抑制皮肤光老化的作用。本项目内容如能按预期完成，将为皮肤光老化及脱发的治疗策略提供新思路、新途径和新靶标。同时为临床上细胞辅助的自体脂肪颗粒移植改善皮肤老化及自体脂肪干细胞移植治疗愈合不良创面提供理论基础。

[摘要]：干细胞微环境（niche）在维持干细胞存活和行为方面发挥着重要作用。光老化和光致癌机制主要是紫外线（Ultravolit，UV）辐射诱导活性氧、DNA损伤及干预细胞稳态。我们假设UVB辐射通过改变HFSCs niche而诱导皮肤光老化，移植的脂肪干细胞（Adipose derived stem cells，ADSCs）可以通过调控BMP信号通路（Bone morphogenetic protein signaling pathway）来重塑光老化诱导的HFSCs niche改变，且ADSCs可以抑制光老化相关的炎症反应预防光老化及光致癌的发生。.将实验用C57BL/6J小鼠分为三组：对照组，UVB组，UVB+ADSCs组， UVB组与UVB+ADSCs组使用波长为312nm的中波紫外线（UVB）灯照射小鼠背部皮肤，历时8周，共6.9 J/cm2 UVB照射剂量后，将悬浮于0.5mlPBS溶液中的5×106脂肪干细胞（ADSCs ）注射到UVB + ADSCs组照射区皮下，对照组和UVB组皮下注射0.5 ml PBS，两周后重复注射。完成第二次注射后2周获取皮肤样本。应用蛋白印迹技术（Western Blot）检测各组样本中Bmp2、Bmp4、Collagen Ⅳ、P63、β1-integrin、COX 2、TNF-α的含量，应用实时荧光定量聚合酶链反应（rPCR）检测各组样本中炎症因子ICAM-1、phospho-NF-kB p65和NLP3，细胞外基质降解酶MMP-2、MMP13和TGF-β2，Bmp2及BMP下游基因Smad1、MAPK1和Nanog，BMP调控因子NFATc1，及黑色素生成相关因子Mtnr1a和Tyr的表达水平。从而判定ADSCs对于UVB造成的皮肤光老化作用的逆转作用。.通过HE和Masson染色结果表明ADSCs可以改善UVB照射引起的光老化征象。Western结果显示，UVB照射后的皮肤中Bmp4表达显着低于正常皮肤，而ADSCs皮下移植后， Bmp4表达显着高于UVB组，UVB组中Smad1和MAPK1表达显著低于对照组，而UVB组中Nanog表达增加（P <0.05）。UVB照射后的皮肤中p63表达以及β1-integrin的含量显着高于对照组和UVB + ADSCs组（P <0.05）。UVB照射增加了胶原降解酶MMP