T細(xì)胞因子4在毛囊毛乳頭細(xì)胞中的表達(dá)及其功能研究.pdf

1、研究背景與目的: 位于毛囊基底部的特殊間質(zhì)成分毛乳頭細(xì)胞(dermalpapillacell，DPC)在毛囊發(fā)育和周期性再生調(diào)控中起主導(dǎo)作用。在胚胎期，DPC產(chǎn)生多種針對表皮的調(diào)節(jié)因子，促使表皮細(xì)胞增生分化形成毛囊。出生后毛囊的周期性再生過程中誘導(dǎo)上皮細(xì)胞增殖和分化的信號也來自DPC。誘導(dǎo)毛囊形成是DPC最為顯著的功能特征，DPC功能的異常變化是導(dǎo)致毛囊周期失衡和脫發(fā)現(xiàn)象的主要起始因素。因此對DPC生物學(xué)功能變化的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行深

2、入研究，對毛囊生物學(xué)和毛發(fā)疾病的研究都有重大的意義。相關(guān)研究先后鑒定出數(shù)十種與DPC相關(guān)的調(diào)控因子，這些調(diào)控因子在DPC和毛囊上皮細(xì)胞的相互作用中構(gòu)成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，但尚不能確定其中具有關(guān)鍵作用的因子或調(diào)控途徑。 研究表明，細(xì)胞在不同的生物學(xué)功能狀態(tài)中表達(dá)的基因不同，基因表達(dá)的有序性、選擇性是細(xì)胞功能變化的內(nèi)在根據(jù)。因此，通過分析不同狀態(tài)下DPC基因表達(dá)的差異，可為揭示DPC生物學(xué)功能調(diào)控規(guī)律提供重要信息。獲取差異表達(dá)的基因?qū)⒂?/p>

3、助于了解DPC在生理和病理?xiàng)l件下功能變化的分子機(jī)制，為毛囊發(fā)育和毛囊周期性生長調(diào)控研究提供新的視野。 在以往的研究中，本課題組使用抑制性消減雜交技術(shù)(SSH)結(jié)合SMARTTMcDNA合成技術(shù)對人活體組織中休止期毛囊DPC及生長期毛囊DPCmRNA的表達(dá)差異進(jìn)行了研究。SSH方法通過兩輪雜交和抑制性PCR，可對兩個樣本的基因表達(dá)進(jìn)行有效對比。運(yùn)用SMARTTMcDNA合成技術(shù)合成cDNA，使對活體組織毛乳頭標(biāo)本進(jìn)行基因表達(dá)差異研

4、究成為可能。最終我們成功建立了毛乳頭差異表達(dá)cDNA文庫，為進(jìn)一步闡述DPC功能調(diào)控的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。 從所建立的毛乳頭差異表達(dá)cDNA文庫中，我們首次發(fā)現(xiàn)了Wnt信號通路關(guān)鍵信號分子T細(xì)胞因子4(Tcellfactor4,TCF4)作為生長期毛囊DPC的上調(diào)表達(dá)基因，并使用反向Northern實(shí)驗(yàn)對該結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。TCF4在DPC中差異表達(dá)為首次發(fā)現(xiàn)，生物學(xué)意義尚不明了。本課題擬研究DPC在凝集性生長和非凝集性生長狀態(tài)下

5、的TCF4基因表達(dá)差異，以及對TCF4.基因在DPC生物學(xué)功能調(diào)控中的作用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。 方法與結(jié)果: 1.TCF4基因在毛囊DPC中的表達(dá) 首先應(yīng)用原位雜交技術(shù)檢測斑禿患者和正常人頭皮組織的TCF4.基因的表達(dá)；應(yīng)用細(xì)胞免疫熒光檢測凝集性生長和非凝集性生長的人DPC的TCF4蛋白的表達(dá)；RT-PCR的方法從上述兩種細(xì)胞的總RNA擴(kuò)增TCF4基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)TCF4基因在正常頭皮組織毛囊DPC表達(dá)，而在斑禿組織毛囊

6、的。DPC不表達(dá)；TCF4基因在凝集性生長期DPC中表達(dá)，而在非凝集性生長期。DPC不表達(dá)。表明TCF4基因在生長期DPC中高水平表達(dá)。 2.pcDNA3.0-TCF4表達(dá)載體的構(gòu)建及表達(dá) 為了研究TCF4基因?qū)PC增殖的影響，我們構(gòu)建了pcDNA3.0-TCF4表達(dá)載體。首先從凝集性生長DPC中提取總RNA，RT-PCR獲得帶有酶切位點(diǎn)的TCF4基因克隆，亞克隆入pcDNA3.0載體中，并通過雙酶切和測序進(jìn)行鑒定。利

7、用脂質(zhì)體2000轉(zhuǎn)染到DPC中進(jìn)行穩(wěn)定表達(dá)，檢測轉(zhuǎn)染前后TCF4表達(dá)的變化。以未轉(zhuǎn)染的DPC作為對照組，分別用流式細(xì)胞儀檢測DPC細(xì)胞周期的變化，Westernblot檢測DPC的肝細(xì)胞生長因子(hepatocytegrowthfactor，HGF)、干細(xì)胞生長因子(stemcellfactor，SCF)的表達(dá)，MTT比色法檢測細(xì)胞生長曲線，3H-TdR檢測細(xì)胞增殖。結(jié)果表明，我們從DPC中獲得TCF4基因克隆并且成功構(gòu)建了真核表達(dá)載體

8、。經(jīng)過穩(wěn)定轉(zhuǎn)染，DPC中TCF4在mRNA和蛋白表達(dá)水平上調(diào)。與對照組相比，DPC的增殖能力和相關(guān)細(xì)胞因子的分泌能力得到明顯提高。結(jié)果表明，TCF4基因可以促進(jìn)DPC增殖和分泌細(xì)胞因子的功能。 3.RNA干擾抑制TCF4表達(dá)對DPC生物學(xué)功能的影響 為了進(jìn)一步探討TCF4的表達(dá)對DPC細(xì)胞生物學(xué)功能的影響，我們采用化學(xué)合成法合成3對TCF4siRNA，并轉(zhuǎn)染DPC。采用半定量RT-PCR及Westernblot分別從mR

9、NA和蛋白質(zhì)水平檢測DPCTCF4的表達(dá)情況。以未轉(zhuǎn)染siRNA的DPC作為對照組，用流式細(xì)胞儀檢測DPC細(xì)胞周期的變化，Westernblot檢測DPC的胰島素樣生長因子-1(insulin-likegrowthfactor-1，IGF-1)和SCF的表達(dá)，MTT比色法檢測細(xì)胞生長曲線，3H-TdR檢測細(xì)胞增殖。結(jié)果表明與空白對照組相比，3組序列的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)均有明顯降低，以序列2組下降明顯。細(xì)胞增殖能力均顯著下降(P＜0.0

10、5)，IGF-1、SCF表達(dá)明顯降低，而對照組無顯著性差異。結(jié)果表明TCF4siRNA能顯著下調(diào)DPCTCF4的表達(dá)，降低DPC的增殖能力，進(jìn)一步提示TCF4在DPC生長調(diào)控中可能起到重要作用。 結(jié)論: 1.TCF4基因在生長期DPC中高表達(dá)。 2.TCF4基因在DPC中過表達(dá)使其細(xì)胞周期、生長曲線明顯改變，細(xì)胞增殖明顯增強(qiáng)，并促進(jìn)DPC分泌細(xì)胞因子。 3.通過RNA干擾降低TCF4基因的表達(dá)，可使DPC