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營(yíng)養與健康所王瑩研究組發(fā)現脂肪酸代謝調控毛囊干細胞微環(huán)境形成的新機制

                    

                        
發(fā)布時(shí)間: 2022-12-12

                        

                            
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　　2022年12月11日，國際學(xué)術(shù)期刊Advanced Science在線(xiàn)發(fā)表中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所王瑩研究組和時(shí)玉舫研究員題為“SCD1 Sustains Homeostasis of Bulge Niche via Maintaining Hemidesmosomes in Basal Keratinocytes”的研究論文，發(fā)現并揭示硬脂酰輔酶A去飽和酶1（stearoyl-coenzyme A desaturase 1，SCD1）介導的脂肪酸代謝調控表皮細胞影響靜息毛囊干細胞（hair follicle stem cells，HFSCs）的干細胞龕形成新特征與新機制。
　　干細胞龕對于維持干細胞靜息狀態(tài)，調控干細胞的活動(dòng)與命運具有重要作用。盡管很多研究揭示不同組織器官中干細胞龕的組織特異性特征，然而，對于其形成機制與平衡狀態(tài)的維持機制仍了解有限。在毛囊中，HFSCs的動(dòng)員具有周期性，其所處的干細胞龕，即毛囊隆突部（bulge region），通過(guò)整合多種信號，調節HFSCs的靜息與活化，保證其能夠在整個(gè)生命過(guò)程中維持毛發(fā)生長(cháng)。
　　SCD1是催化飽和脂肪酸變?yōu)閱尾伙柡椭舅岬南匏倜福摶虻娜笔Щ蛲蛔儠?huì )引起皮膚毛發(fā)顯著(zhù)減少。該研究發(fā)現，在毛發(fā)生長(cháng)的周期過(guò)程中，Scd1的表達呈周期性變化。當SCD1缺失時(shí)，皮膚毛囊處于持續伸長(cháng)狀態(tài)，無(wú)論在第一個(gè)毛發(fā)生長(cháng)周期還是剃毛誘導毛發(fā)生長(cháng)過(guò)程中，均不能呈現經(jīng)典的hair cycle形態(tài)變化，引起毛囊bulge形成障礙，無(wú)法為靜息HFSCs提供儲存場(chǎng)所。該研究發(fā)現，SCD1缺失引起的毛發(fā)減少并不是因為其直接影響HFSCs，也不是因為其調控微環(huán)境中的間質(zhì)細胞、免疫細胞，而是由于K14角質(zhì)形成細胞中缺失SCD1所造成。當K14角質(zhì)形成細胞中缺失SCD1時(shí)，基底角質(zhì)形成細胞上整合素（integrin）α6表達顯著(zhù)下降，引起皮膚半橋粒結構組裝減少，整合素下游FAK-PI3K信號通路過(guò)度活化，促進(jìn)角質(zhì)形成細胞的增殖和角質(zhì)化，從而抑制毛囊和外根鞘縮短，無(wú)法形成毛囊bulge結構。通過(guò)阻斷PI3K過(guò)度活化或以油酸糾正SCD1介導的脂肪酸代謝異常，均可以有效地恢復SCD1缺失小鼠的半橋粒結構、毛囊bulge結構、靜息HFSCs和毛發(fā)生長(cháng)。該研究發(fā)現了脂肪酸代謝調控HFSCs干細胞龕形成和穩態(tài)維持的新機制，為理解毛發(fā)生長(cháng)和皮膚穩態(tài)維持提供了重要的理論基礎。
　　中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所博士畢業(yè)生薛月晴為該論文的第一作者，王瑩研究員、時(shí)玉舫研究員為共同通訊作者。本項研究得到了中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所孔祥銀研究員和秦駿研究員、上海大學(xué)廖新化教授、德國明斯特大學(xué)Lydia Sorokin教授的大力支持。特別感謝廣州醫科大學(xué)張笑人研究員、上海交通大學(xué)醫學(xué)院免疫學(xué)研究所王宏林教授給予的支持和幫助。該研究獲得了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國科學(xué)院戰略性先導專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的經(jīng)費支持，同時(shí)也得到了中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所公共技術(shù)平臺和動(dòng)物平臺的支持。
　　圖. 硬脂酰輔酶A去飽和酶1影響HFSCs-bulge形成的分子機制示意圖
　
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202201949


                

                
                

                    
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