羊水干细胞源汗腺导管细胞在功能性汗腺再生过程中的作用及机制

Life quality of the patients with large area deep burn is poor, and the functional sweat gland regeneration becomes a new challenge for clinical treatment. In the current research, the lack of regeneration of sweat ducts leads to loss of perspiration function of sweat glands. Therefore, the regeneration of sweat gland ducts, becomes the frontier subject. Sweat duct requires two elements: (1) the duct cells (2)the novel sweat gland regeneration system by simulating human sweat glands development process (budding, duct formation, gland formation). Our previous study confirmed that human amniotic fluid stem cell can be directed differentiated into sweat duct cells; RNA-Seq high-throughput analysis for human sweat duct and gland samples preliminary reveals that Wnt、Eda/Edar and Shh maybe the key molecules involved in sweat gland regeneration. In view of this, this project intends to establish a complete in vitro three-dimensional tissue cultivation method for forming duct and gland like structure; establish an animal model for regenerating functional sweat gland; furthermore, to verify the ability of AFS-SGD forming duct and gland like tissue; and to clarify the key molecules and their mechanism involved in the process of AFS-SGD forming functional sweat glands. The results obtained from this research, will offer a novel method for basic research in the field of sweat gland regeneration from stem cells, and will provide the theoretical and experimental basis for functional reconstruction of sweat gland in clinic, which contains the potential clinical value.

大面积深度烧伤幸存病人生活质量差，功能性汗腺再生成为临床救治的新挑战。目前汗腺再生研究中汗腺导管的缺失导致汗腺排汗功能未能实现，因此汗腺导管再生成为领域前沿课题。汗腺导管再生需要两个要素：（1）导管细胞（2）模拟人体汗腺发育过程（出芽、导管形成、腺体形成）的再生体系。我们前期研究证实人羊水干细胞可以诱导分化为汗腺导管细胞（AFS-SGD），并通过对人汗腺导管和腺体细胞RNA-Seq高通量分析初筛获得Wnt、Eda/Edar和Shh可能为汗腺再生关键分子。鉴此, 本项目首先建立体外形成完整导管和腺体样结构的三维组织培养方法，建立动物体内功能性汗腺再生方法，从而验证AFS-SGD形成完整汗腺组织的能力及其体内排汗功能，并进一步明确AFS-SGD在功能性汗腺再生过程中涉及的关键分子及其作用机制。本项目所获的研究结果将为干细胞---汗腺再生基础研究提供新方法，具有重要的潜在临床应用价值。

目前的医学水平对大面积深度烧伤患者的救治已经达到了很高的成活率，但是，患者愈合后的创面因瘢痕形成通常会丧失正常皮肤的许多功能，而疤痕组织不含有汗腺，不能排汗，大大影响了病人的生活质量。因此，汗腺再生已成为临床烧伤救治面临的新挑战。国内外干细胞作为汗腺再生种子细胞的研究已初步开展，然而各研究团队的结果相似，仅获得腺体细胞并没有导管细胞，无法形成导管，不能实现汗腺的排汗功能。针对未能形成汗腺导管的原因，我们设想：在获得人羊水干细胞来源汗腺导管细胞（AFS-SGD）的基础上，模拟汗腺发育过程（汗腺自表皮基底层向真皮层出芽、形成导管和形成腺体）在体外培养中将AFS-SGD接种于三维组织培养的表皮基底层中形成汗腺导管和腺体样结构。本项目在证实人羊水干细胞可以诱导分化为汗腺导管细胞（AFS-SGD），并通过对人汗腺导管和腺体细胞RNA-Seq高通量分析初筛获得Wnt、Eda/Edar和Shh可能为汗腺再生关键分子的基础上，模拟人体汗腺发育过程，建立了体外形成完整导管和腺体样结构的三维组织培养方法，建立了动物体内汗腺再生方法及其鉴定方法，从而验证AFS-SGD形成完整导管和腺体样组织的能力及其体内排汗功能。综上所述，本项目所获得的研究结果为干细胞---汗腺再生基础研究提供新方法，为临床实现功能性汗腺重建提供有价值的理论依据和实验基础，具有重要的潜在临床应用价值。