TGF-β信号通路对真皮多能干细胞抗皮肤光老化的作用研究

皮肤光老化不仅影响外貌，还与衰老、皮肤病及皮肤肿瘤的发生相关，探索抗光老化新途径及作用机制具有重要意义。研究表明TGF-β和成纤维细胞（fibroblasts，FBs）在皮肤光老化发病中起了主要作用。已证实真皮多能干细胞( dermal multipotent stem cells，dMSCs)能表达TGF-β、激活或分化为FBs，促进创伤愈合和组织修复。我们前期实验表明dMSCs可使鼠真皮增厚，弹性增强，I型胶原增加。本课题拟体外共培养dMSCs与FBs经紫外线干预，观察dMSCs对FBs的影响及TGF-β的调控作用；光老化鼠皮内移植dMSCs，荧光追踪其生物活性，无创性评价皮肤变化，常规染色观察皮肤病理改变；分子生物学技术比较紫外线干预及dMSCs移植前后FBs、TGF-β、胶原纤维及弹力纤维等的变化。为研究dMSCs抗光老化机制及其与微环境相互作用提供实验依据。

背景：皮肤光老化不仅影响外貌，还与衰老、皮肤病及皮肤肿瘤的发生相关。研究表明转化生长因子β和成纤维细胞（fibroblasts，FBs）在皮肤光老化发病中起了主要作用。目的与方法：本课题体外共培养皮肤前体细胞（skin-derived precursors，SKPs）与FBs，经紫外线干预，观察SKPs对FBs的影响及TGF-β的调控作用；光老化鼠皮内移植SKPs，无创性评价皮肤变化，常规染色观察皮肤病理改变；分子生物学技术比较紫外线干预及SKPs移植前后FBs、TGF-β、胶原纤维及弹力纤维等的变化。结果：本实验研究表明：1. 采用悬浮培养法分别能从小鼠、大鼠和人真皮中分离培养出呈球状克隆样生长的悬浮细胞。经 western blot、PCR 和分化实验证实培养的悬浮细胞为SKPs，此细胞为不同于真皮成纤维细胞的干细胞，可在无血清的培养基中以悬浮方式生长，能向成骨细胞和成脂细胞分化。2. SKPs 经 UVB 干预后，能抗 UV 引起的凋亡，可能通过自分泌 TGF-β 以促进其增殖。3. SKPs 上清预处理 FBs 再行 UVB 干预后，能减少FBs 凋亡、增强胶原Ⅰ/Ⅲ的表达、可能通过表达 TGF-β ，激活TGF-β 通路而抗光老化。4. 用裸鼠建立光老化模型并研究发现SKPs具有抗皮肤光老化的作用，并可能与上调TGFβ/Smad通路有关。5. 通过高通量测序方法分析SKPs与FBs差异，KEGG分析表明，差异基因明显在TGF-β等信号通路中富集，这些信号通路已被证实参与了干细胞的分化和自我更新的调节。结论：SKPs在体内可能通过上调TGF-β/Smad通路预防光老化。