CD147对表皮干细胞的调控机制及其在皮肤衰老中的作用

CD147 is a glycoprotein that widely expressed epithelium. It participates in cancer cell invasion and metastasis by regulating MMPs. It also involved in angiogenesis hair follicle cell differentiation, cell adhesion and T cell activation. MAP1S，a newly discovered CD147 interacting protein, regulates the transport and clearance of mitochondrial autophagosome trough interacting with LRPPRC，RASSF1A and LC3. Knockout MAP1S cause accumulation of abnormal mitochondrion. Interestingly, CD147 also located within mitochondrion and depletion of CD147 result in mitochondria dysregulation. More recently, many reports demonstrated that stem cell fate determination and differentiation is regulated by cellular energy metabolism. Those findings indicate that the interaction of CD147 with MAP1S may play fundamental role in mitochondria homeostasis and therefore affect skin epidermal stem cell (SESC) and skin aging. In this proposal, we are planning to use WT and skin CD147 overexpressed transgenic mouse model to investigate the influence of CD147 to skin epidermal stem cell by comparing the numbers, distribution and differenciation pattern of SESC in the skin of these two mice strain. Furthermore, we will study the mitochondrion regulating mechanisms of CD147 and MAP1S and its impact to SESC as well as skin aging. It is exciting that our research might provide new targets or strategies for anti-aging therapies.

CD147是一个广泛表达于各种上皮细胞的糖蛋白，其调控MMP表达，参与癌细胞侵袭转移，血管新生，毛囊细胞分化，细胞的粘附及T细胞免疫激活。MAP1S是我们新发现的一个CD147相互作用蛋白，它通过与LRPPRC，RASSF1A以及LC3相互作用，介导了线粒体自噬小体的发生运输和清除，其敲除导致大量异常线粒体聚集。有趣的是CD147也定位于线粒体，其突变可以导致线粒体紊乱。最新研究表明细胞能量代谢状态影响干细胞的分化。这些现象暗示相互作用的两者可能调控线粒体稳态，进而影响皮肤干细胞和皮肤衰老。本研究拟利用野生型和皮肤过表达CD147转基因鼠为模型，通过比较两者皮肤中表皮干细胞的数量，分布和分化状态探讨CD147对皮肤干细胞的影响，并以分离的表皮干细胞为对象，研究CD147与MAP1S相互作用对线粒体的影响及其影响表皮干细胞及皮肤衰老的机制，为皮肤衰老临床干预提供新的靶标和思路。

CD147是一个广泛表达于各种上皮细胞的糖蛋白，其调控MMP表达，参与癌细胞侵袭转移，血管新生，毛囊细胞分化，细胞的粘附及T细胞免疫激活。最新研究表明细胞能量代谢和线粒体稳态，影响干细胞的分化，进而影响皮肤干细胞功能和皮肤衰老。本研究利用野生型和皮肤过表达CD147转基因模型鼠，通过脱毛和创伤试验结合免疫荧光染色等方法，比较两者皮肤中干细胞的数量，分布和分化状态，探讨CD147对皮肤干细胞的影响，CD147也定位于线粒体，其突变可以导致线粒体紊乱。我们发现CD147基因的过表达并不影响动物的早期发育，但过表达后毛发内部环状结构混乱。CD147过表达后毛发偏短，但是随着时间的衰减减少，提示着CD147可能对维持毛囊和皮肤（毛囊）干细胞长期稳态功能有一定影响。我们运用多轮脱毛刺激的方法，造成皮肤干细胞的耗竭。证实CD147过表达后，可促进皮肤中干细胞的激活和细胞增殖，这种长期的激活可能加速了皮肤干细胞的耗竭，最终导致毛囊数量的减少，毛发变稀疏。而干细胞的减少最终导致了皮肤修复功能的减弱。证实在皮肤中CD147与线粒体正相关，而线粒体与干细胞的分化正相关。线粒体呼吸代谢参与调控了皮肤干细胞分化，皮肤干细胞可能通过减少有氧呼吸来达到降低氧化水平，保护遗传物质和维持细胞更新的作用。 我们的发现为CD147参与皮肤干细胞维持及皮肤衰老提出新的机制，为皮肤衰老临床干预提供新的靶标和思路。