Mydgf在毛囊再生中的功能探究文献综述

1.1研究目的：

本课题以mydgf为研究对象，通过对比毛囊静止期和生长期mydgf的表达情况，明确mydgf可能与毛发再生密切相关，通过体内给予mydgf重组蛋白明确mydgf对毛囊生长的促进作用，通过体内给予高表达mydgf基因的腺相关病毒探究其在创伤修复中的作用，以期为毛发再生以及伤口修复的治疗提供新的方法与靶点。

1.2研究意义：

皮肤是人体最大的器官，在机体发挥着御寒、免疫、美容、调节体温、保护内部组织中发挥着重要的作用。而毛囊作为皮肤的主要附属器官，在毛发的生长和创伤修复中起到重要作用。毛囊主要由与表皮相连的外根鞘（ORS），内根鞘（IRS）和毛干（HS）三部分组成。

毛囊作为可再生组织，在机体的一生中不断循环历经衰退和再生的周期性化，每个生长周期包括生长期、退行期和静止期。毛囊干细胞作为毛囊的“种子”细胞，具有增殖和多向分化能力，则周期性地为毛囊提供细胞来源，生理状况下毛囊干细胞在毛囊周期中发挥着重要作用，毛囊周期的进行依赖于毛囊干细胞的活化、凋亡和静息。在静止期向生长期转变的过程中，次级毛芽对近距离的DP信号首先反应，发生增殖，随后位于外根鞘上段的毛囊bulge细胞才被激活，活化的bulge细胞为生长的毛囊提供细胞来源，这些细胞在生长期细胞沿着外根鞘向毛基质迁移，分化形成毛干。退化期外根鞘细胞开始凋亡，最后只剩下极少量细胞存活回到毛囊干细胞巢，最后到静止期毛囊干细胞处于静息状态。因此毛囊干细胞周期性的活化与静息，是毛囊正常周期性生长的基础。毛囊干细胞具有自我更新和多向分化的能力，活化状态下能持续产生新的毛囊角质形成细胞参与维持毛囊的形态结构，静息状态下停止为毛囊提供细胞来源。

脱发症严重影响患者外貌和生活。目前主要治疗手段包括使用育毛剂、自体毛囊移植等，但都不是根本解决办法。毛囊是令毛发生长的皮肤细胞。一般来说，人不能生长出新的毛囊细胞，毛囊死亡后也无法再生，因此人们对用毛囊再生技术治疗脱发期望很大。髓源性生长因子Mydgf是一种旁分泌蛋白，广泛表达于脾脏、前列腺、肺等多种组织中，已有研究表明其具有促进心肌细胞存活和心肌缺血再灌注中心脏保护和或修复的作。我们前期的预试验表明毛囊再生的过程中mydgf表达量显著增加，提示mydgf可能参与毛囊再生以及创伤修复。目前国内外相关文献针对该基因对于组织再生和修复的作用知之甚少。因此本课题通过对MYDGF与毛囊再生间关系的探讨将为组织再生和修复提供新的思路和靶点。

2． 本课题国内外研究现状

2.1国内外关于其他基因或蛋白等信号通路对毛囊再生的影响研究

1.FGF信号通路在毛囊中的作用机制

2005年，有课题组在小鼠毛囊发育的不同时期，对FGF家族的22个成员及其4个受体进行了m RNA的定量分析，发现除了之前就已经证实的Fgf1, 2, 5, 7, 10, 13和22外，Fgf18的表达量也特别高。将Fgf18蛋白进行皮下注射后发现，小鼠毛囊的生长周期会发生明显的变化，退行期将显著变短。2011年该课题组利用K5-cre对Fgf18基因进行条件性敲除后发现，在突变体小鼠中毛囊生长周期的退行期时间依旧会变短，而且在多个循环后其毛发的生长分布也与会野生型小鼠表现得不一样。TGF-beta;2则能对其产生拮抗作用。关于后者，最直接的实验证据便是，Fgf18条件性敲除可以加速小鼠毛囊兴盛期的起始，而TGF-beta;2条件性敲除则将延迟该过程。

2.TGF基因在毛囊中的作用机制

另有研究报道，在毛囊周期中TGF-beta;1同样也发挥着重要的功能，特别是在毛囊的退行期 (Foitzik et al., 2000)。研究表明在生长期到毛囊退行期转换过程中TGF-beta;1表达局限于内根鞘。用TGF-beta;1处理后的小鼠胚胎皮肤移植实验中以及器官培养中毛囊正常生长被抑制, 而且可以诱导正处于生长期毛囊进入退行期, 所以TGF-beta;1具备调控生长期毛囊向退行期转换功能。与TGF-beta;1相同, TGF-beta;3蛋白的表达主要是在在毛囊发育早期的表皮和内鞘中，但研究表明TGF-beta;3基因的对毛囊发育及其生长周期影响几乎是微乎其微，然而缺失TGF-beta;1也只是延迟毛囊周期转变，而不是彻底的抑制毛囊从生长期进入退行期，除了上述TGF-beta;家族因子外, 还有更多的信号因子参与毛囊从生长期到退行期的转变。

3.Wnt/beta;-catenin信号通路分子的变化与毛囊干细胞活性的变化

经典Wnt蛋白作为Wnt/beta;-catenin信号通路的上游分子，可能参与了激活毛囊干细胞的过程。2006年日本科学家发现Wnt-10b蛋白具有调节毛囊分化的作用。且有研究表明该信号被阻断后，毛囊干细胞激活失败，造成毛囊的发育障碍。

后又发现beta;-catenin对于维持毛囊干细胞的定向分化有重要的定向作用。而TCF3可独立于beta;-catenin单独发挥作用，抑制毛囊干细胞和外根鞘细胞的分化，维持其干性。

除了上述的因子外，还有很多其他因子也参与了毛囊周期的调控，如 KGF (keratinocyte growth factor, 又称为 FGF7) 信号通路也具有诱导毛囊进入生长期的作用；抑制细胞凋亡的信号可能有助于毛囊生长期的维持，最近研究发现，小鼠缺失促进细胞凋亡的基因 Sept4/ARTS 会使毛囊干细胞数量增多，毛囊生长期延长; 此外，EGF（epidermal growth factor）和 BDNF (brain derived neurotrophic factor)可能参与毛囊由生长期向退行期的转换。

2.2国内为对mydgf基因及其相关蛋白的研究

MYDGF（骨髓性生长因子）是蛋白质编码基因。 与MYDGF相关的疾病包括心肌梗塞。 其相关途径包括未折叠蛋白反应（UPR）和蛋白质代谢。

其作为旁分泌作用蛋白，能够促进心肌细胞存活和适应性血管生成，用于心肌梗塞（MI）后的心脏保护和/或修复。 通过激活MAPK1 / 3-，STAT3-和CCND1-介导的信号传导途径刺激内皮细胞增殖。 通过PI3K / AKT依赖性信号传导途径抑制心肌细胞凋亡。 参与内皮细胞增殖和血管生成。

国内外已有研究表明在心肌缺血再灌注模型中mydgf有促修复的作用。研究指出，收集了来自于急性心肌梗塞患者的骨髓来源细胞分泌的蛋白之后，研究者们使用生物信息学方法分析其分秘谱。经过功能性筛选他们发现了一种由C19orf10基因（open reading frame on chromosome 19, 位于第19位染色质的开放阅读框）编码的分泌蛋白，而这种蛋白能够促进心肌细胞的存活和血管新生。研究者们还发现，骨髓来源的单核细胞和巨噬细胞能内源性产生这种蛋白并保护和修复心肌梗塞后的心脏，而且他们将此蛋白命名为髓源性生长因子（MYDGF，myeloid-derived growth factor）。

　　与野生型小鼠相比，Mydgf基因敲除的小鼠表现出更大的梗塞疤痕以及更严重的收缩功能紊乱。而恢复Mydfg基因表达能显着缓解紧急梗塞之后产生的梗塞疤痕和心肌的收缩功能。此项研究首次报道了髓源性生长因子的生物学功能，并可能作为一种基于功能蛋白的修复缺血组织疗法的典型范例。

3．本课题的研究内容

3.1研究内容一：研究在毛囊生长周期中mydgf的表达情况

小鼠剔除背部毛发后分别使用TPA和丙酮处理（涂抹在背部裸露皮肤上），给药结束进行指标评价，分别通过一般观察，HE染色，免疫组化等方法探究毛囊生长情况以及毛囊生长过程中mydgf的表达变化

3.2研究内容二：研究体内给予mydgf重组蛋白检测其对毛囊再生的作用

复苏过表达mydgf基因的稳转细胞株，收集细胞上清经过超滤柱浓缩，钴柱纯化得到mydgf重组蛋白，通过细胞增殖试验体外检测重组蛋白的活性。小鼠剔除背部毛发后皮内注射mydgf人重组蛋白到一侧皮肤中，对侧给予生理盐水，每天1次连续给予10次，末次给予72h后，剪取注射部位皮肤进行组织病理学检查。

3.3研究内容三：研究体内注射高表达mydgf基因腺相关病毒对伤口损伤的修复作用

小鼠剔除背部毛发后皮内注射给予高表达mydgf基因腺相关病毒，对照组给予对照载体腺相关病毒，注射后24小时在相同部位皮内注射阿霉素造成皮肤溃疡，给予阿霉素后24小时、1周、2周分别测量溃疡面的长径和短径并计算平均直径。比较模型组、空载组和mydgf高表达组在阿霉素给药后创面的修复情况。

4．本课题的实行方案、毕设主要过程、进度及预期效果

4.1实行方案：

TPA组（实验组）

丙酮组（模型组）

剔除背部毛发

毛囊生长周期中mydgf的表达情况

HE染色

一般观察

免疫组化

MYDGF在诱导毛囊再生中的作用

注射MYDGF 侧皮肤

对侧注射生理盐水皮肤

一般观察

重组蛋白活性检测

重组蛋白纯度检测

MYDGF重组蛋白哺乳动物表达纯化

皮内注射MYDGF重组蛋白

注射高表达mydgf基因腺相关病毒 对照载体腺相关病毒

注射阿霉素

测量创面长径和短径计算平均直径

模型组

空载组

MYDGF高表达组

MYDGF在创面修复中的作用

4.2毕设主要过程

毕业论文写作主要经过以下几个过程：（1）课题选择（2）相关文献收集并阅读（3）进行理论学习和实验操作学习（4）进行具体的实验操作（5）对实验结果进行分析，数据归纳与总结 6）结合相关资料及实验数据得出实验结果。

4.3研究进度：

2019年1月—2月，搜集并阅读相关文献，确定选题。

2019年2月，搜集文献，了解相关的实验背景和资料，进入实验室进行试验技能培训和基础理论知识的学习

2019年2月-3月，撰写开题报告，制定实验内容和计划

2019年3月-5月，正式开始实验，每天记录实验数据，开始准备毕业论文初稿配合老师进行论文写作的中期检查

2018年5月，结合实验数据结果及所查文献资料完成毕业论文终稿，反复修改定稿，准备答辩。

4.4预期效果：

（1）通过实验分析得到毛囊生长周期mydgf的表达量的变化，即在快速生长期，mydgf的表达量是显著增加的。通过体内给予MYDGF重组蛋白和高表达MYDGF基因的腺相关病毒明确MYDGF在毛囊再生及创面修复中的作用。

（2）在以上研究的基础上完成高质量的本专业本科毕业论文。

5、已查阅参考文献：

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