Wnt1抑制E-cadherin/β-catenin复合物的形成启动毛囊干细胞迁移的研究

Dysfunction of the migration of hair follicle stem cells (HFSCs)will lead to hair loss, formation of neoplasm. The mechanisms under the regulation of HFSCs migration remain unclear. Previously we found that Wnt1 could promote the migration of melanocyte stem cells. Based on that, this project will research on the roles of Wnt1 in the initiation of HFSC migration, and the mechanisms under the process. At first, this project will establish a HFSCs tracing model based on transgenetic mice. Then, this project will prove that HFSCs are regulated byboth Wnt1 and E-cadherin, from cell level, oragan level, and in vivo level. Methods and techniquesincluding wound healing assay, Transwell assay, micropattern cell culture, stereomicroscope, and two-photon microscope will be used. After that, this project will research on the molecular mechanisms during the migration of HFSCs initiated by Wnt1. We will prove the hypothesis that Wnt1 negatively regulate the formation of E-cadherin/ß-catenin complex, by using of immunofluorescence, ultra high resolution microscopy, and co-immunoprecipitiation. This project will extend the two-step mechanism of HFSCs activation, and provide new therapy targets for diseases associated with dysfunction of the migration of HFSCs.

毛囊干细胞（HFSCs）迁移障碍会导致脱发、新生物形成等疾病，但其迁移调控机制不清。本项目在青年基金研究发现Wnt1促进黑色素干细胞的迁移的基础上，对Wnt1诱导HFSCs迁移的作用及其机制进行深入研究。本项目拟首先建立转基因小鼠的HFSCs示踪实验模型，并通过划痕实验、Transwell实验、细胞微图案培养实验、体视显微镜观察、双光子显微镜观察等方法分别从细胞水平、器官水平、在体水平，从正向和反向证明Wnt1调控HFSCs的迁移；然后通过条件敲除及回补实验证明E-cadherin抑制HFSCs的迁移；在此基础上，通过免疫荧光、超高分辨率显微镜观察、免疫共沉淀等方法进一步研究Wnt1调控HFSCs迁移的分子机制是通过经典Wnt信号通路负向调控E-cadherin/ß-catenin复合物的形成。本研究将延伸HFSCs两步活化机制，并能为HFSCs迁移障碍相关疾病治疗提供新的靶点。

在毛囊周期性再生中，毛囊干细胞的迁移和分化起着至关重要的作用：毛囊干细胞迁移和分化受阻，不能再生出完整毛囊，出现脱发症状；然而，毛囊干细胞迁移和分化的机制远未阐明。研究调控毛囊干细胞分化的机制，将为阐明其他干细胞分化的机制提供新的研究思路，并为毛囊干细胞分化障碍相关疾病治疗提供新的靶点。. 主要内容和重要结果：. 1. Wnt1促进毛囊干细胞分化的作用研究。免疫荧光检测Wnt1在小鼠毛囊中的表达情况，以及Wnt1与毛囊干细胞、分化相关细胞、黑素细胞的共定位情况，结果显示Wnt1不表达于毛囊干细胞，而是与分化相关细胞具有共定位现象。建立永生化的小鼠毛囊干细胞系；以毛囊干细胞系为体外模型，检测Wnt1对HFSCs的作用，结果显示Wnt1可以激活HFSCs中的Wnt-β-catenin信号通路，并促进HFSCs分化，但对迁移没有促进作用。. 2. Wnt1对上皮细胞增殖的作用研究。检测Wnt1对小鼠上皮细胞JB6增殖的影响，实验结果显示Wnt1可促进上皮细胞增殖。小鼠背部皮内注射Ad-Wnt1或Ad-GFP，检测上皮细胞增殖情况，结果显示Wnt1可促进上皮细胞增殖。. 3. Wnt4对小鼠皮肤创伤修复的作用研究。建立小鼠背部皮肤创伤模型，在创缘处皮内注射Ad-Wnt4或Ad-GFP，实验结果揭示Wnt4可促进皮肤创伤修复。. 4. Wnt抑制信号sFRP4对毛囊再生的作用研究。筛选在皮肤毛囊中表达量较高的Wnt抑制信号sFRP4。通过对处于毛囊静止期的小鼠进行拔毛处理，建立毛囊干细胞活化模型。以课题组前期建立的腺病毒介导的皮肤内基因过表达模型，观察过表达sFRP4后毛囊的再生情况，实验结果提示sFRP4可有效抑制毛囊再生，但不影响再生毛囊的结构。. 5. Gsdma3对黑素干细胞分化和迁移的作用研究。以Gsdma3突变鼠为动物模型，以DCT-LacZ小鼠模型示踪毛囊黑素谱系细胞，检测Gsdma3对黑素干细胞分化和迁移的影响。实验结果提示Gsdma3突变导致黑素干细胞异常活化，在巢内分化并迁移出干细胞巢。

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