Follicle and melanocyte stem cells, and their application in neuroscience A Web of Science-based literature analysis

OBJECTIVE： To identify global research trends of follicle and melanocyte stem cells, and their application in neuroscience. DATA RETRIEVAL： We performed a bibliometric analysis of studies from 2002 to 2011 on follicle and melanocyte stem cells, and their application in neuroscience, which were retrieved from the Web of Science, using the key words follicle stem cell or melanocyte stem cell, and neural, neuro or nerve. SELECTION CRITERIA： Inclusion criteria： （a） peer-reviewed published articles on follicle and melanocyte stem cells, and their application in neuroscience, which were indexed in the Web of Science; （b） original research articles, reviews, meeting abstracts, proceedings papers, book chapters, editorial material, and news items. Exclusion criteria： （a） articles that required manual searching or telephone access; （b） documents that were not published in the public domain; and （c） a number of corrected papers from the total number of articles. MAIN OUTCOME MEASURES： （1） Distribution of publications on follicle and melanocyte stem cells by years, journals, countries, institutions, institutions in China, and most cited papers. （2） Distribution of publications on the application of follicle and melanocyte stem cells in neuroscience by years, journals, countries, institutions, and most cited papers. RESULTS： Of the 348 publications from 2002 to 2011 on follicle and melanocyte stem cells, which were retrieved from the Web of Science, more than half were from American authors and institutes. The most prolific institutions in China for publication of papers on follicle and melanocyte stem cells were the Fourth Military Medical University and Third Military Medical University. The most prolific journals for publication of papers on follicle and melanocyte stem cells were the Journal of Investigative Dermatology, Pigment Cell ＆ Melanoma Research. Of the 63 publications from 2002 to 2011 on the application of follicle and melanocyte stem cells in neuroscience, which were retrieved from the Web of Science, more than half were from American authors and institutes, and no papers were from Chinese authors and institutes. The most prolific journals for publication of papers on the application of follicle and melanocyte stem cells in neuroscience were the Journal of Investigative Dermatology, Pigment Cell ＆ Melanoma Research. CONCLUSION： Based on our analysis of the literature and research trends, we found that follicle stem cells might offer further benefits in neural regenerative medicine.

肝肾藏象视域下情志刺激影响MeSCs稳态变化诱发白发症的机制探析

白发症指人类个体因头发毛干中色素减退或缺失使得头发变白或变灰的生理与病理现象,黑素细胞干细胞(MeSCs)向头发中毛母质提供分泌色素的黑素细胞以促进毛干着色,且其生理活动易受情志刺激影响,故MeSCs功能稳态的维持与头发色素盈亏密切相关。藏象理论是中医学体现整体医学思维的重要组成部分,《内经》有云:肝藏血,发为血之余,肾藏精,其华在发,该二脏既与头发的生理病理表现密切相关,其生理功能又易受情志刺激影响,故从中医肝肾藏象理论的视角探讨情志刺激影响MeSCs稳态变化从而诱发白发症的相关机制,可为中西医结合治疗白发症提供新思路。

多能干细胞在皮肤科学中的应用

多能干细胞(pluripotent stem cells,PSC)是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。皮肤具有易于获取,易于监测,并且如果发生不良事件,受累细胞可以很容易切除。因而成为应用PSC疗法的理想组织,在白癜风、银屑病、大疱性表皮松解症等皮肤疾病中取得了重大进展,开启了将PSC技术扩展到皮肤病学领域的可能性。本文重点讨论了使用PSC在皮肤领域的应用。

双同源盒诱导小鼠胚胎干细胞向胚外内胚层分化的机制研究

目的·探索双同源盒(double homeobox,DUX)蛋白对小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cell,mESC)向胚外内胚层(extraembryonic endoderm,XEN)分化潜能的影响及可能的作用机制。方法·使用慢病毒体系在mESC中构建过表达DUX细胞系,利用流式细胞术检测DUX过表达前后2细胞样细胞(2-cell-like cell,2CLC)的比例,并使用实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测2细胞期特异性基因,如内源性Dux、锌指和SCAN结构域的蛋白质4c(zinc finger and SCAN domain containing 4c,Zscan4c)、锌指蛋白352(zinc finger protein 352,Zfp352)和鼠内源性反转录病毒-聚合酶(murine endogenous retrovirus-L polymerase,MERVL-pol)的表达。RT-qPCR检测过表达DUX的mESC多能性因子[nanog homeobox(Nanog)、kruppel-like transcription factor 4(Klf4)、性别决定区Y框蛋白2(sex determining region Y-box 2,Sox2)、八聚体结合转录因子4(octamer-binding transcription factor 4,Oct4)]和自然分化状态下各胚层标志性基因[内胚层(endodermal):GATA结合蛋白4(GATA binding protein 4,Gata4)、Gata6、Sox17;外胚层(ectodermal):微Ⅲ型β微管蛋白3(tubulin beta 3 classⅢ,Tubb3)、巢蛋白(Nestin);中胚层(mesodermal):心脏和神经嵴衍生物表达转录本1(heart and neural crest derivatives expressed 1,Hand1)、肌源性分化蛋白1(myogenic differentiation 1,Myod1)、激酶插入结构域受体(kinase insert domain protein receptor,Flk1)]的表达。挖掘公共转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)数据,通过分析胚外内胚层标志基因的表达水平,明确DUX对mESC向胚外内胚层分化的影响;通过对差异基因的功能及通路进行基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析、京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析和基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA),找出DUX作用的信号通路;深入分析已有的染色质免疫共沉淀技术结合二代测序(chromatin immunoprecipitation sequencing,ChIP-seq)数据,探究DUX的潜在靶基因。结果·2CLC比例升高和2细胞期标志基因表达上调,证明已成功构建过表达DUX细胞系。分子生物学实验显示过表达DUX后可有效维持mESC的多能性,与公共RNA-seq数据分析结果一致;差异基因分析发现,内胚层基因出现特异性上调;诱导mESC自然分化后,RT-qPCR检测实验表明XEN标志基因(Gata4、Gata6、Sox17)的mRNA表达出现显著上调(P<0.001),而中胚层、外胚层基因没有特异性变化。GSEA结果提示DUX可能激活了视黄醇代谢信号通路,ChIP-seq数据解析进一步揭示在DUX结合的peaks中存在已知的视黄酸受体motif,可激活下游与XEN发育相关的靶基因。结论·DUX与视黄酸信号通路密切关联,预示其激活了视黄酸信号通路,促进mESC倾向XEN分化。

TNF-α和VEGF协同作用小鼠胚胎干细胞衍生的血管内皮祖细胞促伤口愈合

皮肤伤口愈合是世界范围内的重大临床难题之一,血管生成和炎症反应是影响伤口愈合和组织再生的关键环节。内皮祖细胞(endothelial progenitor cell,EPC)在血管内皮修复和招募炎症细胞促伤口愈合过程中发挥重要作用。然而,体内直接输送EPC低效且会损害细胞存活力和功能进而影响治愈效率。因此,改善EPC的生物学功能以促进伤口愈合很有必要。本研究将小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESC)在10 ng/mL VEGF和5 ng/mL bFGF的作用下诱导获得CD133+CD34+EPC。以mESC衍生的EPC为研究对象,将外源性肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)作用于mESC-EPC,结果表明,10 ng/mL TNF-α和10 ng/mL VEGF协同处理组相比于单因子处理显著促进EPC的黏附、细胞迁移和管腔形成能力(P<0.01)。进一步通过建立小鼠局部皮肤全层创伤模型,在创周处注射10 ng/mL TNF-α和10 ng/mL VEGF协同EPC治疗明显加速伤口愈合(P<0.05),再生皮肤真皮层增厚(P<0.001),促进血管生成素ANG1和ANG2介导CD31+内皮细胞构成的毛细血管网络成熟。随着伤口愈合程度的加深,促炎因子TNF-α在蛋白质水平的表达下调(术后13 d,PBS组、EPC组、VE组、TE组和VTE组的TNF-α相对表达量分别为0.73±0.01、0.60±0.02、0.42±0.02、0.36±0.01和0.34±0.03),创造有利于伤口愈合的炎症微环境。综上所述,10 ng/mL TNF-α和10 ng/mL VEGF的协同作用强化EPC的生物学功能,并通过促进新血管生成和早期炎症反应加速小鼠皮肤伤口闭合和组织重塑,为细胞干预伤口愈合治疗提出新的思路。

黑素干细胞在色素性皮肤病中的应用

黑素干细胞能够自我更新和分化,维持组织中黑素细胞的稳态、修复和再生。与此同时,它们参与多种色素性疾病的发生发展及治疗应答,有研究表明衰老与应激引起的白发与黑素干细胞的耗竭密切相关。在白癜风患者的病变皮肤中,黑素干细胞仍被保留,成为白癜风复色的主要细胞来源。此外,毛囊和小汗腺中的黑素干细胞也是黑色素瘤的潜在起源。然而,黑素干细胞在这些疾病中的作用机制仍不清晰,深入理解黑素干细胞的发生发育、细胞特性及调节机制,有助于为色素性疾病开发新型疗法提供参考。

TRPC3 is required for the survival, pluripotency and neural differentiation of mouse embryonic stem cells(mESCs)

Transient receptor potential canonical subfamily member 3(TRPC3) is known to be important for neural development and the formation of neuronal networks. Here, we investigated the role of TRPC3 in undifferentiated mouse embryonic stem cells(mESCs) and during the differentiation of mESCs into neurons. CRISPR/Cas9-mediated knockout(KO) of TRPC3 induced apoptosis and the disruption of mitochondrial membrane potential both in undifferentiated mESCs and in those undergoing neural differentiation. In addition, TRPC3 KO impaired the pluripotency of mESCs. TRPC3 KO also dramatically repressed the neural differentiation of mESCs by inhibiting the expression of markers for neural progenitors, neurons, astrocytes and oligodendrocytes.Taken together, our new data demonstrate an important function of TRPC3 with regards to the survival, pluripotency and neural differentiation of mESCs.

毛囊黑素谱系细胞中β-catenin在毛囊周期中的表达

目的探讨毛囊周期中,β-catenin在毛囊黑素谱系细胞中的表达变化。方法采用β-gal染色、石蜡切片免疫组化、RT-PCR、Western blot等方法检测Dct-Lac-Z CD1小鼠毛囊的黑素谱系细胞随着毛囊的周期其细胞数量、分布的变化及β-catenin的表达在mRNA和蛋白水平表达量及部位的变化。结果 WB及RT-PCR结果表明在毛囊周期中,β-cate-nin的表达总量由高到低依次为生长早期(P4、P29)、生长中期(P8)、静止期(P23)、退化期(P18),数据经统计学单因素方差分析,各组间存在显著差异(P<0.05)。免疫组化结果显示在黑素谱系细胞中,β-catenin强表达于活化的黑素母细胞、黑素干细胞和分化过程中的黑素细胞,弱表达于静息的黑素干细胞、成熟分化的黑素细胞。结论β-catenin的上调能促进毛囊黑素谱系细胞的分化,其周期性的表达变化可能是毛发周期性色素生成的基础。

干细胞因子及其受体c-KIT对羊驼毛囊黑色素细胞增殖与分化的影响及其机制

目的探讨SCF/c-KIT信号通路对羊驼毛囊黑色素细胞分化、增殖和定位的作用及羊驼丰富毛色性状形成的细胞学机制。方法选取8只成年雄性羊驼(4只有色被毛,4只白色被毛),采用免疫组织化学方法研究SCF和c-KIT受体在羊驼皮肤组织中的表达定位;采用实时定量PCR方法分析SCF和c-kit基因在羊驼皮肤组织中的表达水平。结果 SCF和c-KIT受体在不同毛色皮肤组织中均有表达,但在不同被毛颜色羊驼皮肤组织中的表达量和表达部位存在差异;ΔΔCt法统计分析SCF和c-kit基因在不同颜色被毛羊驼皮肤组织中的表达情况显示,SCF基因在有色被毛皮肤组织中的相对表达量是白色被毛皮肤组织的2.41倍,而c-kit基因在有色被毛皮肤组织中的相对表达量是白色被毛组织的1.20倍。结论 SCF/c-KIT信号通路参与调节黑色素细胞在皮肤组织中的增殖、分化;成熟黑色素细胞的数量及其在毛囊组织中的分布位置决定羊驼被毛颜色的形成;SCF信号调节不同分化程度黑色素细胞在毛囊组织中的分布。

黑色素细胞与骨髓间充质干细胞复合构建组织工程化皮肤

目的探讨构建含有黑色素细胞组织工程化皮肤的方法。方法从人包皮组织中获取黑色素细胞,从人骨髓中获取骨髓间充质干细胞(BMSCs),以二者为种子细胞,按照1∶10的比例混和培养,并与I型胶原膜复合体外构建组织工程化皮肤,对裸鼠创面进行修复。通过大体标本观察、4,6-联脒-2-苯基吲哚(DAPI)体内示踪标记、HE染色、免疫组织化学检测及透射电镜观察等方法,观察组织工程化皮肤修复裸鼠皮肤创面缺损及黑色素细胞的分布情况。结果裸鼠创面皮肤生长良好,DAPI体内示踪标记、免疫组织化学检测S-100蛋白及透射电镜观察可以发现黑色素细胞以正常的组织结构形式分布于创面皮肤。结论黑色素细胞与BMSCs通过适当的比例及体外条件培养,与I型胶原膜复合可以在体外构建出具有黑色素细胞的组织工程化皮肤。

毛囊内黑素细胞研究进展

黑素母细胞,即黑素前体细胞,起源于神经嵴,部分迁移到毛囊,在毛囊内进一步分化成产色素的黑素细胞。毛囊内包含存在于外根鞘的、可作为黑素细胞“贮库”的未分化的黑素母细胞,以及毛球部有活性的黑素细胞。毛囊黑素细胞数目、寿命、黑素生成活性与毛发生长周期紧密结合在一起。灰发是由于毛囊内黑素干细胞不能完全维系所致。

内皮素-1和干细胞因子对黑素细胞黏附和迁移影响的对照研究

目的 体外研究内皮素 1(endothelin 1,ET 1)和干细胞因子 (stemcellfactor,SCF)对黑素细胞黏附和迁移的影响。方法 分别用ET 1和SCF处理人表皮纯化培养的黑素细胞 ,观察其在纤维连接素包裹的培养板上黏附以及通过微孔滤膜的情况 ,并作对照比较。结果 与SCF处理相比 ,ET 1处理的黑素细胞易黏附于培养板和通过微孔滤膜 ,尤其是当其浓度在 32nmol·L-1时 ;当浓度≥ 12 8nmol·L-1时 ,对黑素细胞的黏附和迁移却呈现抑制作用 (P <0 .0 1)。通过对黑素细胞的迁移观察 ,发现ET 1的浓度≥ 2nmol·L-1时 ,均对黑素细胞迁移呈促进作用 ,这种作用强于SCF处理的黑素细胞 (P <0 .0 1) ,并随其浓度增加而增强。结论 ET 1可以促进黑素细胞的黏附和迁移 ,其效果优于SCF。

NB-UVB对角质形成细胞和黑素细胞SCF、Kit、MITF表达的调控作用

目的探讨NB-UVB对黑素细胞和角质形成细胞干细胞因子(SCF)、Kit、MITF表达的调控作用。方法建立黑素细胞和角质形成细胞共培养体系,用NB-UVB照射共培养细胞3d,RT-PCR法检测对照组和照射组酪氨酸酶、SCF、c-Kit、MITFmRNA的表达。NB-UVB照射角质形成细胞3d后免疫组织化学法检测对照组和照射组SCF蛋白的表达。黑素细胞爬片培养,加入经UVB照射3d后的角质形成细胞上清液,免疫组织化学法检测对照组和照射组MITF蛋白的表达。结果对照组和照射组提取细胞总RNA经RT-PCR检测,结果发现照射组SCF、c-Kit、MITF、酪氨酸酶mRNA表达较对照组明显增高。NB-UVB照射后的角质形成细胞SCF免疫组织化学结果与对照组比较差异有统计学意义(P=0.000),加入经NB-UVB照射后的角质形成细胞培养上清液后的黑素细胞MITF免疫组织化学结果与正常培养黑素细胞比较差异有统计学意义(P=0.024)。结论 NB-UVB照射能促进角质形成细胞分泌SCF,进而上调MITF的表达,促进酪氨酸酶表达增加。

乳腺上皮细胞体外培养的研究进展

乳腺上皮细胞体外培养的成功对研究乳腺的生长发育、泌乳机制、乳腺肿瘤和癌变的发生及乳腺生物反应器的应用等方面的研究都有重要的意义。具体来说,体外培养建立的乳腺上皮细胞系可为克隆和转基因动物生产提供良好的核供体;分泌功能的乳腺上皮细胞系的建立为乳腺发育学、乳腺病理学、泌乳生物学研究提供细胞模型。本文综述了国内外在此领域的研究进展,对乳腺上皮细胞的体外培养技术进行了总结为相关领域的研究提供参考。

节段型白癜风皮损区角朊细胞表达干细胞因子的实验研究

目的：了解节段型白癜风皮损区角朊细胞（ＫＣ）表达干细胞因子（ＳＣＦ）的状况。方法：采用原位杂交及免疫组化技术对８例活动期和９ 例稳定期节段型白癜风患者皮损ＫＣ内ＳＣＦ的表达进行了观察。结果：活动期皮损ＫＣ表达ＳＣＦ明显增强，稳定期皮损与正常皮肤ＫＣ的表达状况无显著差异。结论：稳定期皮损ＫＣ内ＳＣＦ的正常表达为黑素细胞（ＭＣ）自体移植治疗节段型白癜风，移植ＭＣ能够长期存活提供了一定的实验依据，活动期ＫＣ内ＳＣＦ表达增强提示ＳＣＦ可能参与了该型白癜风的发病。

干细胞因子结合基质蛋白对毛囊无色素黑素细胞黏附与移行的调节作用

目的:研究干细胞因子(stemcellfactor,SCF)结合基质蛋白对毛囊无色素黑素细胞(amelanoticmelanocytes,AMMC)黏附与移行的调节作用。方法:四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定细胞的黏附率。48孔细胞趋化小室测定细胞移行。使用罗丹明标记的鬼笔环肽标记肌动蛋白(F-actin),共聚焦显微镜观察SCF对细胞骨架的调节作用。结果:纤黏连蛋白(FN)、板层素(LN)和Ⅳ型胶原(CⅣ)均以浓度依赖方式促进了AMMC的黏附,其中FN和LN对AMMC促黏附作用相近。SCF减少了AMMC对FN和CⅣ的黏附,对FN的作用更为明显,而对LN起促黏附作用。FN和CⅣ对AMMC有趋化作用,LN无明显作用。SCF作用后可明显使FN对AMMC的趋化作用增强。SCF单独对AMMC有趋化作用,结合FN后,作用明显加强。未黏附在FN上的AMMC胞质内无明显应力纤维;黏附在FN上以后,胞质内可见F-actin排列规则并聚集成束,形成束状应力纤维;SCF作用后,胞体内应力纤维更加致密。结论:SCF调节了AMMC在基质蛋白FN、LN和CⅣ上的黏附与移行,尤其是SCF与FN具有协同促移行作用这可能是白癜风复色过程中AMMC从外毛根鞘向表皮移行机制的一部分。

他克莫司对小鼠B16黑素瘤细胞迁移及HaCaT细胞分泌细胞因子的影响

目的观察他克莫司(tacrolimus,FK506)对黑素细胞迁移及角质形成细胞分泌干细胞因子(stem cell factors,SCF)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factors,bFGF)的影响。方法以不同浓度的他克莫司作用于培养的小鼠B16黑素瘤细胞及人永生化角质形成细胞(HaCaT),分别采用微孔膜法、ELISA法检测黑素细胞的迁移及角质形成细胞SCF,bFGF的含量。结果与对照组相比,102nmol/L浓度的他克莫司能显著促进黑素瘤细胞的迁移(P<0.001);10nmol/L和102nmol/L的他克莫司可以促进HaCaT细胞SCF分泌量的增加;各浓度他克莫司对HaCaT细胞bFGF的分泌量均无影响。结论他克莫司可以通过促进黑素细胞的迁移及角质形成细胞SCF的分泌产生复色,从而为他克莫司治疗白癜风提供了理论基础。

干细胞因子及其受体与白癜风

在皮肤表皮层，干细胞因子表达于角质形成细胞，其受体表达于黑素细胞，二者不但参与神经嵴细胞发育为黑素细胞进程中黑素细胞分化、增殖和迁移过程，而且在维持成熟黑素细胞正常功能中也发挥作用。阻断干细胞因子与其配体的结合可导致黑素细胞合成黑素功能受损，白癜风患者皮损中发现二者存在表达异常；因此，干细胞因子及其配体可能参与白癜风的发病过程。

Tyrosinase和Nestin及CD34在非典型黑素痣组织中的表达及临床意义

目的:探讨Tyrosinase、Nestin及CD34在非典型黑素痣组织中表达及意义。方法:收集2012年1月-2019年10月52例非典型黑素痣组织及20例正常皮肤组织。采用EnVision二步法检测Tyrosinase、Nestin、CD34的表达。结果:Tyrosinase和Nestin在交界痣中阳性率为100.0%和0.0%,复合痣中表皮、真皮浅层及真皮深层组织阳性率分别为100.0%,68.4%,0.0%;0.0%,10.5%,89.5%,皮内痣中真皮浅层及真皮深层组织阳性率分别为88.2%,0.0%;29.4%,88.2%,正常皮肤组织阳性率为100.0%,15.0%。非典型黑素痣细胞不表达CD34,正常皮肤组织血管内皮细胞中CD34呈强阳性。复合痣和皮内痣表皮组织痣细胞Tyrosinase阳性率显著高于真皮深层组织(P=0.0300,0.0001);复合痣和皮内痣真皮浅层痣细胞Nestin阳性率显著低于真皮深层组织(P=0.0001,0.0020)。复合痣和皮内痣的真皮浅层痣细胞中Tyrosinase和Nestin高表达率比较,差异有统计学意义(P=0.0010,0.0020);复合痣和皮内痣的真皮深层痣细胞中Nestin与Tyrosinase高表达率比较,差异有统计学意义(P=0.0000,0.0001)。结论:非典型黑素痣从表皮、真皮浅层到真皮深层Tyrosinase阳性率逐渐降低,Nestin阳性率逐渐增加,不表达CD34,Tyrosinase/Nestin的表达趋势可解释黑素细胞前体分化、迁移过程。

小鼠胚胎干细胞转染条件的优化

【目的】对小鼠胚胎干细胞(mESCs)转染条件进行优化。【方法】分别将0.5×105,1×105,2×105,4×105个细胞接种24孔板(各细胞量均接种2孔),培养48h在其细胞融合度分别为30%,50%,70%,90%左右时,分别设置相同的(0.8μgDNA/2μL脂质体)和不同的DNA/脂质体用量(DNA量(μg)/Lipo量(μL)分别为0.4/1,0.8/2,1.6/4,3.2/8),采用脂质体(LipofectamineTM2000)转染法,将pEGFP-N1报告基因载体转染到mESCs中,48h后通过荧光观察和流式分析检测各组EGFP荧光强度,比较转染效率。【结果】在质粒及脂质体用量相同(0.8μgDNA/2.0μL脂质体)的条件下,随着细胞融合度的增加,EGFP荧光强度逐渐减弱,在细胞融合度为30%,50%,70%,90%左右时转染,各组EGFP阳性细胞率分别为56.4%,51.8%,40.8%和23.3%。提高转染质粒及脂质体量可在一定程度上提高转染效率,但脂质体的细胞毒性也随之增加,不利于细胞生长。【结论】低融合度(30%～50%)条件下,使用0.8μgDNA/2.0μL脂质体对mESCs进行转染,可获得较高的转染效率(>50%),同时可维持良好的细胞状态。