脂肪间充质干细胞体内定向分化为黑素细胞治疗白癜风机制研究

Vitiligo is a common depigmentation disorder resulting from the destruction of functional melanocytes in the affected skin. The pathogenesis has not yet been elucidated and many researches demonstrated that loss of melanocytes caused by abnormal autoimmunity,Such as CD8 + T cells increased, is the primary mechanism.The main goal of treating vitiligo is to regain normal melanocytes which can produce melanin in the white patches. However, with current methods, no consistently effective therapies have been established yet. Mesenchymal stem cells （MSCs）have the capacity of multipotential differentiation and immune mudulation,in vitro which can restrain CD8 + T lymphocytes homing in the lesions of patients with vitiligo . Our previous studies found that human adipose mesenchymal stem cells (ADSCs )could be differentiated into functional melanocytes in vitro. In view of these preliminary data, we speculate that ADSCs could have similar abilities in vivo,inducing to melanocytes and correcting the T cells to CD8 + T cells in patients with vitiligo . In this research, to study the immune regulatory mechanism of ADSCs in treatment of vitiligo and the feasibility of differentiation of ADSCs into melanocytes in vivo, ADSCs would be transplanted into Krt14-Kitl* transgenic mice model for vitiligo. And the achievement would provide a novel therapeutic strategy for vitiligo.

白癜风是由于黑素细胞功能破坏导致皮肤色素斑状脱失的一种常见疾病，发病机制尚不清楚，研究表明自身免疫异常，如CD8+T细胞增高，导致黑素细胞破坏是该病发生的重要因素。治疗是要使白斑处重新获得功能正常的黑素细胞，但目前尚无明确的有效疗法。间充质干细胞（MSCs）是一种具有多向分化潜能和免疫调控能力的干细胞，在体外能抑制白癜风患者皮损中CD8+T 淋巴细胞归巢；我们前期发现，人脂肪间充质干细胞（ADSCs）在体外可被成功诱导分化为具有黑素细胞生物学及功能特性的细胞；故推测ADSCs在体内可定向分化为黑素细胞、同时纠正白癜风患者中T细胞向CD8+T细胞分化异常的能力。本课题尝试将小鼠ADSCs移植入Krt14-Kitl*转基因小鼠白癜风模型体内，探讨其在白癜风治疗中的免疫调节作用，及其在体内定向分化为黑素细胞的可能性，为白癜风的临床治疗提供新的理论和策略。

研究背景：白癜风是由于黑素细胞功能破坏导致皮肤色素斑状脱失的一种常见疾病，尽管白癜风不会对身体健康造成损害，却影响人的外观面貌，给患者带来不同程度的心理问题。治疗是要使白斑处重新获得功能正常的黑素细胞，传统治疗方式之一的“黑素细胞自体移植法”，通常较难获取足够数量、较高增殖活性并适合移植的黑素细胞。iPSC是一类可诱导的具无限增殖性和分化各种细胞潜能的干细胞，由于其起始细胞来源和物种的广泛性使其能在更多的方面被应用。.研究内容及结果：首先，我们利用逆转录病毒体系成功将白癜风患者患处的成纤维细胞重编程为iPSC，并利用细胞免疫荧光，多能性基因检测证明其多能性，碱性磷酸酶染色证明其未分化性，成纤维细胞基因沉默证明其基因内源性，体外拟胚体形成和重度免疫缺陷性小鼠体内畸胎瘤形成来证明白癜风患者衍生的iPSC功能性。再次，我们比较不同株iPSC所形成的EB形态及EB维持培养的时间，并检测其在EB阶段三胚层特征性基因和蛋白的表达差异，确定早期预测分化潜能的参数，证明挑选特定性质iPSC进行黑素细胞分化可用提高黑素细胞分化成功效率。最后，我们通过三维悬浮分化体系获得了诱导黑素细胞。通过real-time PCR、免疫荧光染色、透射电镜分析、Masson-Fontana和多巴染色以及RNA测序对患者iPSC分化的诱导黑素细胞进行鉴定，比较其与正常黑素细胞的相似性。为进一步验证iPSC分化的诱导黑素细胞的体内功能，我们利用改毛囊重构模型，将这些细胞移植到免疫缺陷鼠体内，证明其在体内可维持7周并不形成肿瘤。.科学意义：借助iPSC的无限增殖性，将白癜风患者的iPSC由来的诱导黑素细胞用于移植治疗大面积白癜风，为白癜风提供了新型个性化治疗方法，为再生医学应用于白癜风治疗开拓新思路；我们建立早期分化黑素细胞潜能预测体系为iPSC向黑素细胞分化提高其分化效率并提供具体评价体系；后续的诱导黑素细胞移植实验不但证明他们重建和恢复毛囊的“色素系统”，并为研究治疗白癜风提供新的模型基础。