發(fā)布時間：2019-12-04 17:44

【摘要】：毛囊是皮膚中最大的附屬器官,其進化的形成為高等動物保持體溫恒定適應復雜陸生環(huán)境提供了重要保障,而毛囊干細胞(hair follicle stem cells, HFSCs)又為其功能的完整實現(xiàn)提供了必不可少的動力源。毛囊干細胞定位于毛囊上基部的Bulge區(qū),其周期性激活使成年毛囊不斷經(jīng)歷由生長期到退化期再到靜止期的往復循環(huán)過程；其中毛囊干細胞在生長期早期的喚醒和激活是毛發(fā)周期轉換遞進的必要過程,需要多種不同信號通路的交流互作,但這種激活信號問傳遞和調控過程的具體分子機制目前仍未完全闡明。RNA結合蛋白是能特異識別并結合在RNA序列上并對目的RNA進行拼接、轉運及翻譯修飾的一類調節(jié)蛋白。Musashi2 (Msi2)作為進化上高度保守的RNA結合蛋白,在包括神經(jīng)、造血、小腸、乳腺等多種組織干細胞的命運決定和狀態(tài)維持以及癌癥的發(fā)生中都發(fā)揮了重要的作用。之前的研究已顯示Msi2在包括整個毛發(fā)周期Bulge區(qū)和次級毛胚芽(secondary hair germ, SHG)的干細胞區(qū)域均有廣泛的表達。然而,Msi2在毛囊干細胞和毛發(fā)周期中的功能并不清楚。因此,本研究對Msi2在毛囊不同時期的表達模式及對HFSCs和毛發(fā)周期轉換遞進的作用和分子機制進行了詳細研究和探討。本研究首先采用qRT-PCR和免疫組化技術發(fā)現(xiàn),Msi2在不同時期毛囊干細胞存在部位及部分分化細胞中均有廣泛表達。為進一步研究Msi2在皮膚及毛囊發(fā)育中的功能和作用機制,本研究利用Tet-On和Cre-loxP系統(tǒng)分別構建了可誘導的皮膚表皮特異性過表達鼠(TRE-MSI2::K14rtTA)和Msi2皮膚表皮特異性敲除鼠(Msi2flox/flox::K14Cre)。在Dox處理3天的情況下,MSI2發(fā)生了顯著的過表達,并阻礙毛囊從靜止期向生長期轉換；較長時期MSI2過表達處理結果顯示MSI2過表達鼠毛囊能夠進入生長期,但相比于對照組仍有明顯的滯后。拔毛引發(fā)毛囊發(fā)育同步化的再生實驗也進一步顯示Msi2過表達可以阻礙再生毛囊向生長期中期轉換；而相反,Msi2敲除鼠在拔毛后進入生長中期的轉換遞進過程則顯著快于對照組。對拔毛后毛囊進行BrdU追蹤實驗發(fā)現(xiàn),過表達鼠的HFSCs在毛囊周期轉換過程中的激活顯著滯后于對照組,而敲除鼠中毛囊干細胞的激活則更快。進而,采用流式細胞分選和毛囊干細胞Marker標記實驗發(fā)現(xiàn),Msi2并不影響HFSCs的數(shù)量,而調控了其由靜息態(tài)向激活態(tài)轉換的過程。同樣,Msi2對傷口愈合和傷口處新生毛發(fā)的生長情況也有顯著的滯后作用。為進一步研究其分子機制,本研究對短期Dox誘導的背部皮膚進行了RNA-Seq分析,heatmap的層次聚類也顯示該數(shù)據(jù)具有較好的重復性：差異基因KEGG通路注釋發(fā)現(xiàn),Sonic hedgehog通路得到了最顯著的富集；對該通路相關基因進行驗證也顯示,其在MSI2過表達鼠中受到顯著的抑制,而在敲除鼠中得到了激活,同樣在毛囊再生的拔毛鼠中也得到了類似的結果。根據(jù)已報道的Msi2蛋白的結合基序,本研究發(fā)現(xiàn)在Hh通路的上游輸入信號基因Shh的3'-UTR區(qū)存在Msi2的潛在結合位點,采用雙熒光素酶報告基因檢測實驗顯示Msi2能夠結合到該位點,證實Shh是Msi2的潛在靶基因：進一步的CLIP-qPCR和原位雜交實驗發(fā)現(xiàn)兩者具有共同的表達部位——均位于生長期毛囊的毛基質區(qū)域,并導致Shh mRNA水平的降低,同樣RNA穩(wěn)定性實驗也顯示體外過表達MSI2引發(fā)了Shh mRNA的降解過程,進而抑制了Hh通路的激活。與此一致,本研究同樣發(fā)現(xiàn)Msi2對Hh通路下游相關基因具有調控作用；進而對Msi2過表達鼠背部拔毛區(qū)域涂抹Hh通路激活劑——SAG發(fā)現(xiàn),Msi2過表達造成的毛發(fā)周期轉換延遲現(xiàn)象得到了顯著恢復,進一步證實Msi2通過Shh/Hh通路調控毛囊干細胞和毛發(fā)周期轉換遞進的功能和分子機制。綜上可知,本研究首次發(fā)現(xiàn)并在體內證實Msi2通過轉錄后調控引發(fā)Shh mRNA的降解,抑制了Shh/Hh通路進而影響了HFSCs激活狀態(tài)的轉變,不僅對Msi蛋白作用方式形成了重要補充,也為相關皮膚疾病的治療提供了潛在靶標和參考依據(jù)。
【圖文】：

１）屏降發(fā)食阻止外環(huán)境造成的NB分散失現(xiàn)巧幰淲上皮的中問層和ａ層（角巧居）的出現(xiàn)在逡逑該居屏障的進化｜｜｜發(fā)揮了關鍵性的作用（Ａ１化ａｒｄｉ，２００３；邋Ｍａｄｅｒｓｏｎ，２００３），爬Ｗ巧動物的角質居由逡逑基質蛋ｎ、化質細化膜蛋１＇—１和復合脂巧組成（圖１－２）。橗后在鳥巧和蝴形綱巧ａｕｒｏｐｓｉｄ）中在ａ逡逑角蛋ｎ層的上為＼邋Ｐ角蛋ｎ居構成了淲片的主要成分，，為爬。？巧動物提化了堅實的機械保護，而哺逡逑乳巧的先機——合５納動物（Ｔｈｅｒｏｐｓｉｄ）則}チ藴W甲，轉而由哺乳動物巧型的ＨＲＰ逡逑（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ－ｒｉｃｈ邋ｐｒｏ化ｉｎ，宵含納eN酸的蛋ｎ）O喖憂殼汕慷齲誨義希靛義

本文編號：2569690