Spp1调控机械力诱导的细胞外基质重构促进毛囊再生的机制研究

目的真皮—表皮细胞互作对促进毛囊再生具有重要作用,但相关的力学机制不明确。本研究旨在基于生物力学角度揭示毛囊微环境中真皮—表皮细胞互作对毛囊再生的影响。方法利用光子晶体细胞力显微镜(PCCFM)和F-actin染色,表征休止期和生长期毛囊的真皮细胞刚度和细胞骨架排列;通过多组学分析、免疫荧光染色等方法筛选影响毛囊周期转换的关键真皮细胞亚群和ECM相关基因;通过体内拔毛、剃毛模型和体外皮肤类器官模型验证Spp1-Cd44通过力学(真皮)-化学(表皮)信号耦合参与毛囊再生的分子机制。结果PCCFM等结果显示,生长期毛囊的真皮细胞ECM刚度降低,F-actin重排;多组学分析和免疫荧光染色结果表明,Ana FB是生长期毛囊特有的真皮细胞亚群,其分泌的SPP1蛋白通过与ColⅢ软基质蛋白相互作用,降低Ana FB部位ECM刚度。Cell Chat细胞互作分析结果显示,生长期毛囊真皮—表皮细胞间基于Spp1-Cd44相互作用显著增强,且Cd44通过介导ECM刚度与F-actin之间的响应,激活Wnt等化学信号分子,促进毛囊再生。皮肤类器官模型的功能研究结果也表明,Spp1-Cd44促进了真皮细胞ECM富集和表皮细胞之间的黏附,体外移植后挽救了成年鼠细胞的毛囊再生能力。