Ly6c巨噬细胞通过AKT信号影响Lgr5毛囊干细胞再生的研究

发布时间：2020-10-20 23:48

　　 炎症,干细胞和癌症之间的关系已经有了相当的认识,伤口中炎症过程与许多肿瘤的病理状态有很大的相似之处。皮肤损伤期间,上皮损失细胞的补给是由表皮干细胞受促炎因子刺激后增殖提供的,并且除了细胞因子,伤口愈合期间淋巴细胞和巨噬细胞释放大量生长因子,可以促进干细胞的增殖和可塑性。但是伤口愈合过程中的炎症微环境如何刺激干细胞及干细胞如何做出反应的机制知之甚少。本论文探究了毛囊干细胞在皮肤损伤中被激活的分子机理。首先,本论文观察到了表皮和毛囊干细胞在损伤后AKT磷酸化(AKT-P)显著提高,同时损伤导致小鼠伤口周围休止期的毛囊急剧转变为生长初期阶段。我们还发现,和隆凸部位的干细胞相比,毛囊胚芽中的LGR5阳性干细胞较早响应了组织损伤后开始增殖,同时LGR5阳性干细胞参与伤口愈合,但愈合后该细胞从上皮中消失。进一步研究发现AKT或PI3K的抑制阻止了毛囊从休止期向生长期转换,而抑制PTEN活性可以导致毛囊从休止期向生长期转换。在LGR5阳性干细胞中敲除PTEN可以导致LGR5阳性干细胞AKT磷酸化增加,同时加速毛囊从休止期向生长期转变。我们进一步探究了LGR5阳性干细胞在毛囊中是可以被取代的,虽然LGR5阳性干细胞去除掉以后确实延缓了毛囊再生过程,但隆凸部位的CD34阳性干细胞随后会再生出丢失的LGR5细胞。其次,还发现通过地塞米松或NF-κB抑制剂可以抑制损伤诱导毛囊干细胞AKT磷酸化和毛囊的休止期-生长期转变。此外,局部注射LPS活化的巨噬细胞可以诱导表皮细胞的AKT-P和毛囊进入生长期,而在小鼠中去除巨噬细胞后导致损伤诱导的干细胞AKT-P和毛囊生长现象消失。使用Cx3cr1Cre ER/R26i DTR小鼠去除CX3CR1high组织巨噬细胞,进一步表明Ly6ChighCX3CR1low炎性巨噬细胞,而不是Ly6ClowCX3CR1high组织巨噬细胞在损伤后诱导的干细胞活化和毛囊生长总之,本论文的研究表明,皮肤急性损伤后招募炎性巨噬细胞到伤口周围,同时巨噬细胞通过释放炎性因子,激活LGR5毛囊干细胞中PI3K/AKT信号,从而导致毛囊再生。
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：R363
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 毛囊和毛囊干细胞概述
        1.1.1 毛囊的发育的信号调控
        1.1.2 毛囊周期的信号调控
    1.2 毛囊干细胞及其特征描述
        1.2.1 毛囊干细胞参与皮肤伤口愈合
        1.2.2 毛囊干细胞与毛囊再生
    1.3 皮肤损伤后的炎症反应与组织修复
        1.3.1 皮肤损伤后参与伤口修复的细胞和分子
        1.3.2 浸润到伤口周围巨噬细胞的生理功能
        1.3.3 浸润到伤口周围巨噬细胞的不同亚群
        1.3.4 浸润到伤口周围的肥大细胞及其生理功能
        1.3.5 浸润到伤口周围的T细胞及其生理功能
    1.4 组织损伤后的炎症反应与干细胞激活
        1.4.1 炎症对组织再生和干细胞的影响
        1.4.2 不同的组织中炎症和干细胞的影响
    1.5 组织损伤后的炎症反应与癌症
        1.5.1 伤口愈合与癌症的区别
        1.5.2 伤口愈合与癌症的相关性
    1.6 研究目的和内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验小鼠
    2.2 试剂与抗体
    2.3 试验方法
        2.3.1 分子生物学实验方法
        2.3.2 细胞生物学实验方法
    2.4 单通道基因表达谱芯片分析（ Microarry）
        2.4.1 免疫细胞RNA的提取
        2.4.2 对样品纯化RNA进行荧光标记（ c RNA扩增标记试剂盒）
        2.4.3 杂交与清洗
        2.4.4 芯片扫描
        2.4.5 芯片图像的采集和数据分析
第3章 损伤诱导的毛囊周期转变
    3.1 本章引言
    3.2 结果与分析
        3.2.1 皮肤损伤诱导伤口周围的毛囊进入生长期
        3.2.2 皮肤损伤增强伤口周围的表皮和毛囊干细胞的磷酸化水平
        3.2.3 皮肤损伤Lgr5+毛囊干细胞的磷酸化水平
    3.3 小结
第4章 Lgr5+细胞决定毛囊周期转换
    4.1 本章引言
    4.2 Lgr5+细胞缺失不影响毛囊进入再生周期
    4.3 Lgr5+细胞缺失后会使毛囊周期转换显著滞后
    4.4 PI3K/Akt信号通路影响毛囊再生周期的转变
    4.5 Lgr5+细胞内特异性的敲除Pten基因促进毛囊进入再生周期
    4.6 小结
第5章 损伤诱导的毛囊周期转换与炎症反应密切相关
    5.1 本章引言
    5.2 地塞米松抑制正常的毛囊周期转变
    5.3 地塞米松抑制损伤诱导的毛囊周期转变
    5.4 伤口周围的CD45阳性白细胞以F4/80阳性的巨噬细胞为主
    5.5 地塞米松抑制免疫细胞浸润和Lgr5+细胞的Akt磷酸化
    5.6 JSH-23抑制免疫细胞浸润和Lgr5+细胞的Akt磷酸化
    5.7 小结
第6章 巨噬细胞是损伤周围毛囊周期转变的关键因素
    6.1 本章引言
    6.2 LPS激活的巨噬细胞可以诱导毛囊进入再生周期
    6.3 氯膦酸盐脂质体去除巨噬细胞阻止损伤引起的毛囊周期转变
    6.4 皮肤干细胞毛囊重组去除巨噬细胞减少了毛囊形成数量
    6.5 小结
第7章 Ly6C+巨噬细胞决定伤口周围毛囊周期的转变
    7.1 本章引言
    7.2 小鼠可以特异性的去除CX3CR1阳性的组织驻留巨噬细胞
    7.3 去除CX3CR1巨噬细胞不会影响损伤引起的毛囊周期转变
    7.4 Ly6C炎性巨噬细胞的去除会抑制损伤引起的毛囊周期转变
    7.5 小结
第8章 讨论与展望
    8.1 炎症反应诱导毛囊进入再生周期，而非抑制毛囊移植毛囊进入再生周期
    8.2 毛囊干细胞Akt磷酸化是毛囊进入生长周期的充分必要条件
    8.3 损伤诱导的毛囊周期转换与炎症反应密切相关
    8.4 巨噬细胞是损伤周围毛囊周期转变的关键因素
    8.5 Ly6C+巨噬细胞决定伤口周围毛囊周期的转变
    8.6 总结
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

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本文编号：2849327