无毛猪毛囊干细胞基因修复治疗研究

Alopecia caused by various reasons seriously affects the mental health and life quality of patients. Because the DNA damage of hair follicle stem cells in hair follicle is the reason for hair loss, hair follicle stem cells (HFSCs) transplantation and DNA repair can be used as an effective treatment for hair regeneration. When transplanting HFSCs to nude mice, hairs can regenerate. However, because rodents are far from humans, the results achieved in mice can not be directly translated into clinical treatment. Mutations in the human Hoxc13 gene can lead to pure hair-nail ectodermal dysplasias, a hereditary no hair disease. In previous studies, we knocked out porcine Hoxc13 and successfully generated Hoxc13 knockout pig model. The skin structure of pigs is more similar to that of human. Apart from the hairless and nail dystrophy, no major abnormal phenotypes were discovered in the Hoxc13 knockout pig model, thus, Hoxc13 knockout pigs could be utilized as a hairless pig model for hair regeneration research. In this project, we intend to therapy the pigs with HFSCs to realize hair regeneration and establish a best transplantation program. On this basis, we will isolate the autologous HFSCs of hairless pigs，and repair the Hoxc13 gene of the HFSCs then transplanted them back to the hairless pigs to regain their ability of hair generation. Due to the similarity between pigs and humans, the outcomes of this study will provide theoretical and technical basis for hair regeneration therapy by transplantation of HFSC and gene repair defect autologous stem cells.

各种原因导致的脱发严重影响患者精神健康和生活质量。已证实毛囊中毛囊干细胞DNA损伤是引起脱发的重要原因之一，毛囊干细胞移植及基因修复可作为毛发再生治疗的有效手段。已有实验证实通过毛囊干细胞移植可实现裸鼠毛发再生，但因啮齿类与人类相差较远，在小鼠中取得的成果无法直接转化为临床治疗方案。人类Hoxc13基因突变会导致纯发-甲型外胚叶发育不良症这一遗传性无发疾病。在前期研究中我们对猪Hoxc13进行敲除，成功制备了Hoxc13敲除无毛猪模型。猪皮肤结构与人类更为相似， Hoxc13敲除猪能够完全模拟人类病症。在本课题中，我们将利用已建立的无毛猪模型首先探索正常毛囊干细胞移植实现毛发再生的治疗方案；在此基础上，分离无毛猪自体毛囊干细胞，并对Hoxc13基因进行修复后再移植回无毛猪模型，以实现毛发再生。本课题研究成果将为以毛囊干细胞及基因修复后毛囊干细胞移植治疗脱发疾病提供理论和技术基础。

各种原因导致的脱发严重影响患者精神健康和生活质量。已证实毛囊中毛囊干细胞DNA损伤是引起脱发的重要原因之一，毛囊干细胞移植及基因修复可作为毛发再生治疗的有效手段。已有实验证实通过毛囊干细胞移植可实现裸鼠毛发再生，但因啮齿类与人类相差较远，在小鼠中取得的成果无法直接转化为临床治疗方案。人类Hoxc13基因突变会导致纯发-甲型外胚叶发育不良症这一遗传性无发疾病。在前期研究中我们对猪Hoxc13进行敲除，成功制备了Hoxc13敲除无毛猪模型。猪皮肤结构与人类更为相似， Hoxc13敲除猪能够完全模拟人类病症。在本课题中，我们将利用已建立的无毛猪模型首先探索正常毛囊干细胞移植实现毛发再生的治疗方案；在此基础上，分离无毛猪自体毛囊干细胞，并对Hoxc13基因进行修复后再移植回无毛猪模型，以实现毛发再生。本课题研究成果将为以毛囊干细胞及基因修复后毛囊干细胞移植治疗脱发疾病提供理论和技术基础。为了获得无毛猪后代用于毛囊干细胞治疗研究，我们主要采用无毛公猪和无毛母猪进行交配直接产生无毛猪后代，但是由于无毛小猪出生仔冬季，天气寒冷，获得的无毛小猪存活率低。为了加快无毛猪种群繁殖进度，我们将无毛猪公猪与无毛猪母猪进行配种的同时，也与野生型母猪进行配种获来获得F1杂合小猪，然后再用杂合F1代配种以获得大量纯合无毛猪。经过配种共获得存活小猪8头，其中6头位杂合，1头为野生型，1头为纯合无毛猪，在对HOXC13敲除猪进行配种扩繁的同时，我们尝试对野生型毛囊干细胞和真皮成纤维细胞进行了分离。进入2020-2021年后由于非洲猪瘟的影响，广州及周边的猪场被清理，所饲养的实验动物均被处死，无法开展实验，后新冠疫情的爆发，无法继续按照计划开展工作，导致该项目无法继续完成，现已无新冠疫情影响，恳请基金委可否给与此项目延期。