为了明确在培养实验中观察到的CD34/Itg6/Itg5三阳性细胞在毛囊中的定位,随后进行了免疫染色分析。然后,在小鼠和人类毛囊中,在细胞角蛋白15(CK15)阳性凸起区域的上部证实了表达Itg5的细胞的定位。此外,在该区域确认了“肌腱蛋白”的表达,它是一种具有EGF样结构域并与细胞粘附分子整合素结合的细胞外基质糖蛋白。
免疫组织化学对天然毛囊中Itg5阳性细胞的定位分析。(a) 通过免疫染色分析天然毛囊中的空间蛋白表达。在小鼠颊毛囊、小鼠体毛囊和人头毛囊中,Itg5阳性细胞(绿色)存在于CK15阳性隆起区域(上)的上部,并且定位于生腱蛋白(TN-C和TN -N)。可以看到已经完成了(中下)。箭头表示Itg5、TN-C或TN-N表达区域。所有比例尺均为50 μm。(b)小鼠天然毛囊中Itg5阳性细胞和生腱蛋白分布示意图。CK15阳性隆起细胞存在功能多样性,Itg5阳性细胞是长期维持毛发周期所必需的,而生腱蛋白可能作为Itg5阳性细胞的生态位(来源:理研网站)
从这些结果可以看出,天然毛囊中CK15阳性隆起细胞存在功能多样性,Itg5阳性细胞是长期维持头发周期所必需的,而肌腱蛋白作为Itg5阳性细胞的生态位显示了可能性。
通过此次研究,成功开发了在维持毛囊再生能力的情况下扩增毛囊上皮性干细胞的培养方法,同时阐明了CD34/Itg6/Itg5三重阳性细胞对于长期维持器官诱导能力的重要性。
这一成果对毛囊上皮干细胞的周期性毛囊再生与分化、命运决定机制、了解上皮干细胞间的细胞谱系等干细胞生物学研究有很大贡献。同时,有望成为回答发育生物学上的根本性问题的跳板,例如“为什么几乎所有的身体干细胞都失去器官诱导功能?”和“怎样才能在组织干细胞中维持器官诱导功能呢?”
此外,通过应用本研究建立的培养方法,可以从少量毛囊中人工产生大量再生毛囊。研究小组还评论说,这有望大大有助于实现毛囊器官再生医学(头发再生),这是世界上第一个器官再生医学。
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