成體干細胞維持組織和器官的再生過程。這群細胞位于器官中的特定位置,在生物體整個生命周期中維持自我更新并保持多能性,主導組織再生和創(chuàng)傷修復過程。成體干細胞起源于發(fā)育早期的原始細胞,在發(fā)育過程中逐漸獲得長期的自我更新和多能性特征,并在發(fā)育末期器官形成時正式建立,但這一建立過程的調(diào)控機制并不清楚。毛囊是人類具有高度再生功能的組織,位于囊突（Bulge）區(qū)域的毛囊干細胞主導毛發(fā)的再生過程。之前的研究表明,毛囊干細胞前體細胞在成體器官形成前就已經(jīng)出現(xiàn),并具有一定的成體干細胞功能。但并不知道這一過程是如何實現(xiàn)的。我們發(fā)現(xiàn)毛囊干細胞的命運在毛囊發(fā)育早期毛栓期（HairPeg）就已經(jīng)被決定。譜系追蹤實驗證明毛囊干細胞起源于一群在毛栓高位的前體細胞,這群細胞可以形成超過70%的毛囊干細胞。為了探索毛囊干細胞在細胞建立過程中的命運決定因素,我建立小鼠表皮活體成像與激光灼殺實驗系統(tǒng),對高位毛栓細胞進行激光灼殺,實驗結果顯示,在前體細胞被灼殺后,毛囊bulge結構和其中的成體干細胞仍然能夠形成,毛囊仍然具有再生功能,這說明毛囊干細胞前體細胞所處的微環(huán)境（Niche）是干細胞建立的決定因素。為探索微環(huán)境調(diào)控毛囊... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
中英文縮略詞表
第一章 文獻綜述
    1.1 毛囊的再生
        1.1.1 毛囊的組成結構
        1.1.2 毛囊的周期性生長
    1.2 毛囊干細胞
        1.2.1 毛囊干細胞的特點
        1.2.2 毛囊干細胞的標記物基因
        1.2.3 毛囊干細胞參與毛囊再生過程
        1.2.4 毛囊干細胞的分子調(diào)控機制
    1.3 毛囊干細胞的微環(huán)境（Niche）
        1.3.1 Niche中的真皮細胞
        1.3.2 Niche中的干細胞子代細胞
        1.3.3 Niche中的神經(jīng)細胞
        1.3.4 Niche中的血管
        1.3.5 Niche中的立毛肌細胞
        1.3.6 Niche中的黑色素細胞
    1.4 Wnt/β-catenin信號通路
        1.4.1 Wnt/β-catenin信號的分子生物學機制
        1.4.2 Wnt信號參與表皮器官發(fā)育過程
        1.4.3 Wnt信號參與毛囊的發(fā)育過程
    1.5 毛囊干細胞的建立過程
        1.5.1 毛囊的形態(tài)發(fā)生
        1.5.2 毛囊的形態(tài)發(fā)生過程中的信號調(diào)控
        1.5.3 毛囊干細胞標記物早期的表達和功能
        1.5.4 毛囊干細胞早期的建立
    1.6 研究目的和意義
第二章 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 野生型小鼠材料
        2.1.2 轉(zhuǎn)基因小鼠材料
    2.2 常規(guī)試劑
        2.2.1 PCR相關試劑
        2.2.2 RNA提取相關試劑
        2.2.3 反轉(zhuǎn)錄與定量PCR相關試劑
        2.2.4 免疫組織化學實驗相關試劑
        2.2.5 小鼠實驗相關試劑
        2.2.6 流式細胞分選相關試劑
        2.2.7 其它相關試劑
    2.3 實驗抗體
        2.3.1 實驗所用一抗
        2.3.2 實驗所用二抗
    2.4 相關試劑配制
        2.4.1 PBS緩沖液
        2.4.2 4%多聚甲醛
        2.4.3 EDTA的配制（20 mM,pH 8.0）
        2.4.4 DAPI染液
        2.4.5 他莫昔芬的配制（10 mg/mL）
        2.4.6 封閉液的配制
        2.4.7 蘇木精染液的配制
        2.4.8 伊紅染液的配制
        2.4.9 油紅O染液的配制
        2.4.10 4%中性緩沖液福爾馬林緩沖液的配制
        2.4.11 麻醉劑的配制
    2.5 主要儀器設備
        2.5.1 顯微鏡
        2.5.2 組織學實驗相關儀器
        2.5.3 流式細胞分選相關儀器
        2.5.4 分子生物學相關儀器
        2.5.5 其它儀器
    2.6 分析軟件
    2.7 實驗方法
        2.7.1 譜系追蹤實驗
        2.7.2 小鼠皮膚雙光子活體成像實驗
        2.7.3 小鼠皮膚雙光子激光灼殺實驗
        2.7.4 流式細胞儀分選高位毛栓細胞
        2.7.5 流式細胞儀分選低位毛栓細胞
        2.7.6 流式細胞儀分選成年小鼠毛囊干細胞
        2.7.7 細胞RNA提取實驗
        2.7.8 反轉(zhuǎn)錄
        2.7.9 熒光定量PCR
        2.7.10 條件性基因敲除小鼠的雜交和給藥處理
        2.7.11 制作小鼠皮膚組織石蠟切片
        2.7.12 石蠟切片HE染色
        2.7.13 石蠟切片的免疫組織化學染色
        2.7.14 小鼠皮膚組織冰凍切片的免疫熒光染色
        2.7.15 小鼠皮膚表皮全組織HE和Oil Red O染色
        2.7.16 小鼠皮膚表皮全組織的免疫熒光染色
        2.7.17 RNAscope原位雜交實驗
        2.7.18 圖像的拍攝及處理
        2.7.19 小鼠基因型鑒定實驗
        2.7.20 細胞基因組的提取實驗
第三章 實驗結果與分析
    3.1 毛囊干細胞在胚胎期的起源
        3.1.1 譜系追蹤實驗小鼠模型
        3.1.2 小鼠背部和尾部皮膚毛囊發(fā)育模式特征
        3.1.3 譜系追蹤實驗探索毛囊干細胞的起源
    3.2 發(fā)育早期微環(huán)境影響毛囊干細胞的建立
        3.2.1 高位毛栓細胞激光灼殺實驗小鼠模型
        3.2.2 激光灼殺實驗能有效地殺死毛囊干細胞前體細胞
        3.2.3 被激光灼殺的前體細胞被臨近細胞取代形成新的干細胞
        3.2.4 新形成的毛囊干細胞具有再生功能
    3.3 高位和低位毛栓細胞的轉(zhuǎn)錄譜特征分析和驗證
        3.3.1 流式細胞分離技術分選高位和低位毛栓細胞
        3.3.2 高通量RNA-seq分析兩種毛栓細胞的轉(zhuǎn)錄譜特征
        3.3.3 Real-time PCR驗證Wnt/β-catenin信號在兩種毛栓細胞中的表達差異
        3.3.4 原位雜交實驗驗證Wnt/β-catenin信號在兩種毛栓細胞中的表達和響應差異
        3.3.5 Top-Gal轉(zhuǎn)基因小鼠檢測Wnt/β-catenin信號在毛囊發(fā)育早期細胞中的響應
        3.3.6 譜系追蹤實驗探索響應Wnt/β-catenin信號的細胞命運
        3.3.7 Shh/Gli1信號在毛栓細胞中的響應情況
        3.3.8 BMP/Id2信號在毛栓細胞中的響應情況
    3.4 Wnt/β-catenin信號對毛囊干細胞建立的影響
        3.4.1 激活Wnt/β-catenin信號的小鼠模型
        3.4.2 高位細胞中的Wnt/β-catenin信號激活影響毛囊干細胞的建立
        3.4.3 Wnt/β-catenin信號激活對Sox9蛋白的表達情況的影響
        3.4.4 Wnt/β-catenin信號對Sox9的抑制作用
        3.4.5 發(fā)育早期Wnt/β-catenin信號的激活影響毛囊干細胞的長期自我更新
第四章 討論
    4.1 毛囊干細胞在胚胎期的起源
    4.2 Wnt/β-catenin信號在毛囊干細胞建立過程中的動態(tài)變化
    4.3 毛囊干細胞建立的分子調(diào)控機制
    4.4 毛栓期Wnt/β-catenin信號隔離區(qū)的建立機制
第五章 結論
參考文獻
致謝
附錄 實驗用抗體列表和引物列表
作者簡歷



本文編號：3149480