GasderminA3在小鼠毛囊生长期向退化期转换过程中的作用及机制研究

摘要

毛囊是皮肤的基本结构单位之一，也是表皮的附属物。在哺乳动物中，毛发要不断经历毛发脱落和再生的循环，周而复始，从个体出生一直持续至死亡。毛囊的周期包括三个阶段:生长期(Anagen)、退化期(Catagen)以及静止期(Telogen)。GSDMDC家族是近年来发现的一个全新的含有Gasdermin结构域的蛋白超家族，包括DFNA5、DFNA5L、GSDM、GSDML和MLZE五个成员。其中GSDM家族包括三个成员，GSDMa1，GSDMa2，GSDMa3，其最初被认为是小鼠皮肤几种突变的成因基因，这提示GSDM家族及其相关基因已经有进化为在上皮表达的趋势。先前的研究表明，小鼠的GSDMa3基因对毛发的生长有着重要的作用，其突变导致毛发生长的异常；一系列的毛发异常与其突变有关，如Runkel等通过定位克隆策略鉴定2型毛发异常（Rco2)，数据显示GSDMa3是一个突变热点区域，GSDMa3突变可以引起Rim3、Rco2、Reden、Bsk、Dfl、Fgn型小鼠的毛发异常。那么，GSDMa3基因突变后会引起毛囊结构的哪些变化？到底是通过何种方式引起毛发的异常呢？外源干扰会引起此基因的变化吗？
　　 本课题采用免疫组织化学（IHC）、逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）和western技术，初步探索GSDMa3基因突变前后检测毛囊Wnt 信号方面各因子以及凋亡方面等因子的变化情况，探索GSDMa3基因是否参与Wnt信号通路以及凋亡通路，进而调控毛囊的生长；利用TUNEL等方法检测GSDMa3基因突变前后，毛囊细胞中DNA的断裂情况，推测GSDMa3基因突变后，改变毛囊的凋亡；分别利用皮下注射诱导凋亡的试剂TNF-a诱导毛囊凋亡，进而通过一系列的手段和方法检测凋亡因子以及GSDMa3基因的表达情况；并在正常的C57BL/6(B6)小鼠和GSDMa3基因突变小鼠皮下注射带有GSDMa3基因的表达质粒，通过一系列方法检测毛囊的形态变化以及凋亡分子变化情况，证明GSDMa3基因参与毛囊的凋亡通路，改变毛囊的凋亡。主要结果如下：
　　 ①检测了GSDMa3基因突变前后，毛囊的形态结构变化。在小鼠出生后8d，GSDMa3基因突变鼠的毛囊明显变长，经度比B6小鼠毛囊明显更垂直，表皮和真皮都已经加厚；在小鼠出生后11d，毛囊处于生长期的中后期，GSDMa3基因突变鼠的毛囊进一步生长，经度也明显垂直于B6小鼠毛囊，表皮真皮进一步增厚；在小鼠出生后16d、18d，B6小鼠的毛囊处于退化期，毛干变短，毛球萎缩，真皮表皮变薄，而GSDMa3基因突变鼠的毛囊的毛球出现部分的萎缩，毛干并未缩短，毛囊的经度更垂直于B6小鼠毛囊，真皮表皮也未变薄；在小鼠出生后的24d，B6小鼠的毛囊处于静止期，毛囊基本缩到整个毛囊周期中最短，只剩下毛乳头和部分毛干，而GSDMa3基因突变鼠基本维持在退化期的形态，形态上没有比较明显的变化，未按照正常情况进入毛囊的静止期状态。
　　 ②利用IHC、RT-PCR、western技术检测GSDMa3基因突变前后，检测Wnt信号的关键成员β-catenin和Wnt5a，发现β-catenin在毛囊的各个部位表达明显升高，Wnt 5a表达明显降低。
　　 ③利用IHC、RT-PCR、western技术检测GSDMa3基因突变后，检测凋亡信号途径的执行分子Caspase-3表达明显降低，利用TUNEL技术检测GSDMa3基因突变后，DNA在毛囊的内外根鞘断裂要比突变前明显降低；
　　 ④利用外源性注射TNF-a后，B6小鼠GSDMa3基因和Caspase-3基因的表达明显升高，凋亡的各因子也明显增高，凋亡的迹象也更为明显。而GSDMa3基因突变鼠的GSDMa3基因和Caspase-3基因只是有所增加，但是不如B6鼠那样明显。
　　 ⑤利用外源性过表达GSDMa3基因表达质粒，不管是B6小鼠还是GSDMa3基因突变小鼠，伴随着GSDMa3基因增加的同时，凋亡的各因子也明显增加，凋亡的迹象也更明显。
　　 综上所述，本课题表明，GSDMa3基因突变后，可能通过改变Wnt 信号通路以及凋亡信号通路改变毛囊的周期及其生长情况。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 GSDMa3基因突变鼠与B6小鼠背皮毛囊周期中毛囊形态结构的比较

3 GasderminA3基因突变影响小鼠毛囊Wnt信号途径

4 GSDMa3突变鼠和C57小鼠毛囊周期中凋亡的比较

5 在体注射TNF-a诱导毛囊凋亡

6 过表达GSDMa3基因对毛囊凋亡的研究

7 结 论

致 谢

参考文献

附 录