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斑秃(脱发)因毛囊周期异常和毛囊干细胞(HFSCs)失调引发,亟需阐明 HFSCs 激活机制。研究人员聚焦 MafB,发现其通过抑制 NFATc1 解除 CDK4 抑制、激活 Wnt/β-catenin 信号,调控 HFSCs 动态,为脱发治疗提供新方向。
毛发是人体重要的附属结构,一头健康的头发不仅关乎外貌美观,更是身体健康的体现。然而,脱发问题正困扰着越来越多的人。斑秃(Alopecia)作为一种常见的毛发疾病,其核心机制与毛囊周期异常及毛囊干细胞(Hair Follicle Stem Cells, HFSCs)失调密切相关。目前已知,核因子激活 T 细胞 c1(Nuclear Factor of Activated T Cells c1, NFATc1)通过抑制细胞周期蛋白依赖性激酶 4(Cyclin-Dependent Kinase 4, CDK4)维持 HFSCs 的静止状态,但该通路的上游调控因子一直未明确。在这样的背景下,探索调控 HFSCs 激活的关键分子机制,寻找治疗脱发的新靶点,成为了生命科学和医学领域的重要课题。
为了揭开这一科学谜题,同济医院的研究人员开展了关于 MafB 蛋白在毛发再生中作用的研究。该项研究成果发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》上,为脱发的治疗提供了全新的视角和潜在策略。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先通过转录组测序分析脱毛后小鼠皮肤组织的基因表达谱,筛选出差异表达基因;然后利用腺病毒载体进行 MafB 的体内过表达和敲低实验,观察小鼠毛发再生情况;同时在体外培养 HFSCs,检测 MafB 对细胞增殖、迁移和分化的影响;还通过分子生物学实验探究 MafB 与 NFATc1、CDK4 及 Wnt/β-catenin 信号通路之间的调控关系;此外,研究中使用了 6 周龄雄性 C57BL/6 小鼠作为实验对象,所有动物实验均遵循相关伦理规范并获得同济医院批准。
基因表达谱筛选显示 MafB 促进毛发生长
为研究影响毛发再生的生物因素,研究人员对脱毛小鼠进行建模,并在特定时间点采集样本。对出生后 56 天(脱毛后 14 天)的小鼠皮肤组织进行转录组测序,结果显示无毛组和再生皮肤组存在明显的转录谱差异,主成分分析(PCA)表明有毛组和无毛组在 PC1 维度的转录组特征完全分离,且发现 MafB 在快速再生的小鼠皮肤中表达升高。
MafB 对毛发再生的体内调控作用
在脱毛小鼠中进行腺病毒介导的 MafB 过表达实验,结果显示过表达 MafB 加速了毛发再生,增加了毛囊直径,并增强了 HFSCs 的增殖能力;相反,MafB 敲低则抑制了毛发再生,降低了 HFSCs 的增殖能力。这表明 MafB 在体内对毛发再生和 HFSCs 的活性具有显著的调控作用。
MafB 对 HFSCs 的体外调控作用及机制研究
体外实验表明,MafB 过表达促进了 HFSCs 的增殖、迁移和分化。机制研究发现,MafB 抑制 NFATc1 的转录,从而解除对 CDK4 的抑制,并激活 Wnt/β-catenin 信号。拯救实验证实,恢复 NFATc1 的表达可消除 MafB 诱导的 HFSCs 激活,进一步验证了 MafB 通过 NFATc1 信号通路调控 HFSCs 的机制。
研究结论与讨论
本研究揭示了 MafB 作为一种关键调节因子,通过抑制 NFATc1 并激活下游 CDK4/Wnt3a/β-catenin 信号通路,调控 HFSCs 的激活和毛发再生。具体而言,MafB 抑制 NFATc1 的表达,减轻其对 CDK4 的抑制作用,并稳定 β-catenin 以驱动细胞周期进程。这些发现不仅加深了我们对毛囊生物学的理解,还为靶向 MafB 治疗脱发提供了理论依据。未来的研究应进一步探讨 MafB 与其他调控因子之间的相互作用,以及其在不同类型脱发中的具体作用机制,为临床转化应用奠定更坚实的基础。该研究为脱发治疗开辟了新的方向,有望在未来为众多脱发患者带来福音。