真皮干细胞重编程促进毛发再生研究

As the pace of life quickens and age increases, more and more people suffer from hair loss. Dermal stem cells (DSCs) can regenerate hair follicles, sweat glands and sebaceous glands, and are ideal “seed cells” for hair loss. However, the stemness of DSCs is difficult to maintain in vitro, then the ability of hair follicular regeneration lost.. In vivo study showed that specific activation of Wnt/ beta-catenin signaling pathway in in the epidermis could reprogram adult DSCs, induced hair regeneration. Our research group screened out the ETs family, which are important factors mediate the effect of epidermis on the dermis. And we proved that ET-1 can promote the DSCs to regenerate hair. . This project intends to use ETs family to establish a 3D culture system that can maintain the stemness of DSCs. Then we simulated hair regeneration microenvironment in vitro though three epidermal-dermal stem cell co-culture models (mixed co-culture, isolation co-culture and conditioned medium). Combined with the key factor of reprogramming (5AzA, PDGF-AB), to realize the "reprogramming in vitro" of adult dermal cells, and provide more and better stemness seed cells for the stem cells treatment in hair loss.

随着生活节奏的加快，以及年龄的增长，越来越多的人受到脱发问题的困扰。真皮干细胞（DSCs）可再生毛囊、汗腺和皮脂腺等皮肤附属器官，是治疗脱发的理想种子细胞。然而DSCs在体外培养时干性难以维持，失去毛囊再生能力。. 在体研究表明表皮中特异性激活Wnt/β-catenin信号通路，能够重编程成年真皮干细胞，促进毛发再生。本课题组筛选出了介导表皮-真皮作用的重要因子-ETs家族，证明ET-1能显著促进DSCs再生毛发的能力。. 本课题拟使用ETs家族，建立可更好维持DSCs干性的体外3D培养体系。在体外模拟毛发再生时的微环境，通过慢病毒转染，获得持续激活β-catenin的表皮干细胞株，建立混合共培养、隔离共培养、条件培养基三种表皮-真皮干细胞作用模型，结合重编程关键因子5AzA，PDGF-AB，实现成年真皮细胞的“体外重编程”，为干细胞治疗脱发提供数目更多、干性更强的种子细胞。

随着生活节奏加快，脱发开始困扰越来越多的人群。利用表皮干细胞和真皮干细胞（DSCs）移植回体内，能够再生毛发，能够从本质上解决所有类型的脱发难题，具有良好的应用前景。然而目前DSCs在体外扩增培养时面临增殖缓慢、干性下降两大难题。. 本研究一方面利用利用悬浮生物反应器，改变DSCs的培养体系，实现了DSCs的体外迅速增殖（5代累积增长率较传统培养提高了956%）；另一方面，利用β-catenin过表达的表皮细胞，建立的真皮-表皮干细胞的共培养模型，能够在体外模拟毛囊再生时的微环境, 提高了DSCs的体外干性（P5代同等细胞再生毛发数量提高了343%），并能使得成年DSCs表现出接近年轻时的转录组状态。. 进一步，筛选出了介导表皮对DSCs生发能力促进作用的关键细胞因子ET-1，并证实ET-1通过AKT/PI3K信号通路促进DSCs的增殖和生发能力，且主要激活DSCs中的Lgr5+亚群。因此，利用悬浮生物反应器和ET-1，能够在维持DSCs生发能力的基础上，实现其迅速、大规模增殖，从而可为干细胞治疗脱发提供更多、更好的“种子细胞”。