Wnt/β-catenin信号通路在TGF-β1诱导的真皮成纤维细胞向肌成纤维细胞表型转化中的作用及机制

Myofibroblasts, which derived from fibroblasts, are key cells contributing to the pathogenesis of hypertrophic scar. However, the regulation mechanism of the fibroblasts-to-myofibroblasts transition is still unclear. Recently, our group has observed that Wnt/β-catenin inhibited the TGF-β1 induced myofibroblasts transition. Based on this observation, we hypothesize that Wnt/β-catenin inhibits the fibroblasts-to-myofibroblasts transition and thus inhibits the formation of hypertrophic scar. In the current research, the expression level of Wnt/β-catenin signal pathway components in hypertrophic scars at different stage and fibroblasts will be measured. Then, the effects of Wnt/β-catenin on myofibroblasts transition and the expression of TGF-β1/Smad signal components will be investigated by using recombinant Wnts cytokines, over-expression and RNAi of β-catenin. Lastly, the hypertrophic scar derived fibroblasts and rabbit ear hypertrophic scar model will be used to observe the effects of the Wnt/β-catenin on the formation and development of hypertrophic scar. This research aims to discover the regulation machanism of Wnt/β-catenin on the dermal fibroblasts-to-myofibroblasts transition, which will provide new clues for elucidating the machanism of hypertrophic scar formation and provide theoretical evidence for the effective treatment of hypertrophic scar.

肌成纤维细胞主要由成纤维细胞表型转化而来，是导致增生性瘢痕形成的关键细胞，但调控成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的具体机制不清。课题组近期研究发现，Wnt/β-catenin通路可抑制TGF-β1诱导的成纤维细胞表型转化。据此提出，Wnt/β-catenin抑制真皮成纤维细胞表型转化，进而抑制增生性瘢痕的形成。本课题拟首先对Wnt/β-catenin通路上下游分子在不同时期瘢痕及其来源成纤维细胞中的表达进行检测，外源干预Wnt/β-catenin通路，观察其对成纤维细胞表型转化等生物学功能的影响和对TGF-β通路下游关键分子的作用，探讨Wnt/β-catenin与TGF-β信号通路交互调控作用的潜在机制，最后在增生性瘢痕成纤维细胞和兔耳瘢痕模型中进行验证。本研究旨在发现Wnt通路调控真皮成纤维细胞表型转化的机制，为阐明瘢痕形成机理提供新思路，为临床治疗增生性瘢痕提供理论基础。

增生性瘢痕是皮肤烧伤、创伤、手术后最常见的并发症之一，每年新增患者达数百万。瘢痕严重影响患者外观、限制肢体功能、长期瘢痕溃疡还会导致癌变。目前认为，肌成纤维细胞是导致增生性瘢痕形成和挛缩的关键效应细胞，转化生长因子-β1（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）是诱导成纤维细胞表型转化的关键细胞因子。TGF-β1除由经典的Smad分子介导其作用外，目前研究提示它与Wnt/β-catenin通路存在交互调节机制，共同调控多种生理病理过程。课题组近期研究发现，真皮成纤维细胞表型转化中， TGF-β1激活Wnt/β-catenin通路，后者抑制了TGF-β1诱导的α-平滑肌肌动蛋白（α-Smooth muscle actin, α-SMA）和Ⅰ/Ⅲ型胶原的表达。因此提出，TGF-β1在诱导真皮成纤维细胞表型转化的同时，激活Wnt/β-catenin通路，后者形成负反馈调控，抑制TGF-β/Smad通路的促纤维化作用，适时适度的活化Wnt通路可能会抑制增生性瘢痕的形成。因此，本课题拟基于TGF-β1诱导成纤维细胞转化模型，进一步研究Wnt通路关键分子对体外培养的正常真皮成纤维细胞生物学功能的影响，探讨其对TGF-β通路下游关键信号分子的具体作用和机制，并在增生性瘢痕组织来源的成纤维细胞及动物瘢痕模型中进行验证。通过上述实验探讨Wnt通路在真皮成纤维细胞转分化中的作用和潜在分子机制，为阐明增生性瘢痕形成机理提供新的线索；并可能抓住真皮成纤维细胞表型转化关键调控点，为从源头上抑制肌成纤维细胞的形成，进而有效的治疗瘢痕增生和挛缩提供理论基础和切入点。.通过本项目的研究，课题组发现，TGF-β1作用于成纤维细胞后，可以上调Wnt配体的表达，并在蛋白水平直接活化β-catenin，以此激活Wnt/β-catenin通路，而β-catenin又抑制了TGF-β1诱导的成纤维细胞表型转化； Wnt配体中，Wnt4可以显著抑制TGF-β1激活的成纤维细胞纤维化反应，抑制α-SMA和Ⅰ/Ⅲ型胶原的表达、抑制TGF-β1的自分泌放大机制，而这一效应可能是通过抑制Smad3、ERK等磷酸化来实现的；进一步研究发现，TGF-β1可以直接调控与Wnt4表达相关的miRNA分子，这可能是TGF-β1调控Wnt信号的重要机制，而其中miRNA155可以通过抑制创面炎症反