角质细胞生长因子及氯化锂诱导毛囊干细胞定向分化中的信号通路

摘要

背景：毛囊干细胞的增殖分化受到自身基因及外来信号的共同作用，Wnt/β-catenin信号通路在毛囊毛发发育中起重要作用，但详细机制尚未明确。目的：探讨在角质细胞生长因子及氯化锂干预下，Wnt/β-catenin信号通路在人毛囊干细胞向毛囊乳突细胞或表皮细胞定向分化中的作用及与其他信号分子的相互关系。方法：获取毛囊隆突区干细胞进行培养，检测其生长曲线，观察1×106 L-1、1×107 L-1、1×108 L-1和1×109 L-1培养的毛囊干细胞在不同时间点的增殖效应；使用免疫荧光染色法对毛囊干细胞及其分化细胞进行鉴定。分别以0，0.5，1.5，10，25 mmol/L氯化锂及0，10，25，50，100μg/L角质细胞生长因子诱导毛囊干细胞分化，对比各组细胞的增殖效应，探索促毛囊干细胞分化的最佳氯化锂及角质细胞生长因子浓度。使用RT-PCR检测未处理对照组、10 mmol/L氯化锂组和10μg/L角质细胞生长因子组干预后3，5，7，9 d细胞的β-catenin、APC、GSK-3β、Axin和Lef1的mRNA转录水平。结果与结论：分离培养的毛囊干细胞在体外经多次传代后仍具有很强的增殖能力和多向分化潜能，随氯化锂浓度升高，细胞增殖效应减弱；而随角质细胞生长因子组质量浓度增高细胞增殖能力增强。含有氯化锂的K-SFM条件培养基中毛囊干细胞形态改变明显，各组间有明显差别，氯化锂〉10 mmol/L时分化比例高，β-catenin表达量增高；而含有角质细胞生长因子K-SFM条件培养基中毛囊干细胞向表皮细胞分化，β-catenin变化不明显。提示氯化锂在促毛囊干细胞分化中，激活 Wnt/β-catenin 信号通路，抑制降解复合物重要成分GSK-3β的表达下降，促使β-catenin在细胞浆表达增加并转入核内，增加靶基因转录，促使毛囊干细胞向毛囊细胞方向分化。氯化锂〉10 mmol/L是促毛囊干细胞分化的最佳浓度，但增殖效应减弱。角质细胞生长因子可促进毛囊干细胞向表皮分化，可促进毛囊干细胞增殖和迁移，促进创面再上皮化及创面愈合。氯化锂和角质细胞生长因子促毛囊干细胞定向分化的作用机制可能为激活Wnt/β-catenin信号通路，促使β-catenin表达改变，从而激活Wnt信号通路中Lef介导相关靶基因的转录。