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目的: 1、建立单个大鼠触须毛囊上段裸鼠皮下移植方法,利用大鼠触须毛囊培养液作为促进毛乳头(dermal papilla,DP)再生的诱导来源,建立DP体内再生诱导模型; 2、追踪DP再生的完整过程,观察毛囊培养液对DP再生率的影响; 3、追踪模型中新生DP的细胞来源; 4、选取与毛囊真皮成分发生密切相关的Wnt5a信号分子:①追踪wnt5a在DP再生过程中的时空表达;②观察wnt5a在大鼠DP胚胎发生前后的表达模式;②对比DP体内诱导模型与大鼠DP胚胎发生过程Wnt5a的表达模式,初步探讨DP再生机制。 方法: 1、DP体内再生诱导模型制作 ①大鼠触须毛囊上段移植体的制作和鉴定:用显微器械肉眼分离得到SD大鼠触须毛囊,以镊子轻轻夹住毛囊上端并挤压,暴露毛囊下端红色的含毛乳头的毛球部,镜下紧贴毛球部上方用新剃须刀片将其横向裁切,得到大鼠触须毛囊上段标本。随机抽取大鼠触须毛囊上段标本和切除的毛球部,扫描电镜观察是否完整切除毛球部。 ②毛囊培养液的应用:取大鼠触须毛囊上段标本时,挑选出移植用的生长期毛囊,其余毛囊(100-140个),加入含10%血清DMEM培养基培养,隔天换液。第2、4、6、8天换液时留取旧液用灭酶的小管保存,1h内裸鼠注射,注射于裸鼠毛囊移植点皮下,0.1ml/移植点。 ③单个大鼠触须毛囊上段裸鼠皮下移植: 实验组:毛囊上段移植体用毛囊移植笔以30-45度角注射于裸鼠皮下,每个毛囊距离1-1.5cm,背部左右两侧各三个。移植后第2,4,6,8天分别注射毛囊培养液; 对照组:移植方法同实验组,但移植后第2,4,6,8天分别注射含10%血清的DMEM培养液。移植后定期拍照、取材、制作石蜡切片,观察形态学变化。 2、新生DPC来源追踪 ①分组:毛囊上段BrdU浸泡标记组:大鼠触须毛囊用含5μmol/L BrdU的10%血清DMEM培养基浸泡4小时后再切除毛球部,裸鼠皮下移植; 大鼠BrdU标记组:每隔2小时对大鼠腹腔注射5mg/kg的BrdU,连续注射4次后处死大鼠,取触须毛囊,切除毛球部后进行裸鼠皮下移植; BrdU裸鼠注射标记组:正常大鼠毛囊切除毛乳头后进行裸鼠皮下移植,取材前2h裸鼠腹腔注射5mg/kg的BrdU,2h后处死取材。 ②定期取材,制作石蜡标本并切片,荧光免疫组化追踪BrdU的表达情况。 3、Wnt5a在大鼠毛囊胚胎发生和大鼠触须毛囊上段裸鼠移植诱导DP再生模型中表达的对比 ①荧光免疫组化法观察wnt5a在大鼠触须毛囊上段裸鼠移植诱导DP再生过程的时空表达情况。 ②大鼠DP胚胎发生过程Wnt5a的表达模式:分别取E12.5、E13.5、E14.5、E15.5胎龄的大鼠胚胎,固定、制作蜡块、切片,HE染色观察表皮和真皮形态变化,免疫组化观察wnt5a表达情况及时间变化趋势。 ③对比 DP体内诱导模型与大鼠 DP胚胎发生过程 Wnt5a的表达模式,初步探讨DP再生机制。 结果: 1、DP再生模型制作 ①大鼠触须毛囊上段切除效果鉴定:电镜扫描结果显示,毛囊切面光滑,切除方法效果良好,外层有结缔组织鞘包裹整个毛囊结构,内部可见外根鞘包裹毛根,未见毛乳头。由于毛乳头部位无毛根,因此可以确定毛乳头已被完全切除。 ② DP再生诱导模型形成过程观察:移植术后的裸鼠背部可见移植点距离均一,伤口微小,流血少,伤口恢复迅速。至第3天移植部位周围皮肤长出细密毛发。第22天在其中一个移植点观察到一根触须样的毛发纤维。大鼠处死后观察:移植的毛囊上段没有移位。移植的毛囊上段已向下生长形成完整的毛球部,毛球部形态与触须毛囊相似。毛囊周围血供丰富,毛囊上段可见一条类似毛球部血供的红色线状结构,轻轻挤压此结构,可见毛囊下端突出于红色的含新生毛乳头的毛球部。 HE染色观察:对照组和实验组大鼠在毛囊断端都有新生的结缔组织包裹形成鞘状,但对照组大鼠毛囊形成的结缔组织鞘形状不规则,在毛囊断端形成明显凹陷,新生成的结缔组织鞘内有血供形成,但细胞数稀少,没有形成毛乳头。实验组大鼠触须毛囊上段移植后第3天,毛囊断端已被结缔组织包裹,结缔组织鞘已经完整,中部断端处稍向内凹陷,但切断痕迹并不明显,内部有细胞填充,但数量较少。移植后第7天,结缔组织鞘增厚,毛乳头外周开始形成,内有血管,毛乳头外周也有大量细胞聚集,血供丰富。移植后第9天,结缔组织鞘明显增厚,内部细胞生长速度相对较慢,典型的梨形毛乳头已经形成,毛囊断端移植部位周围有小毛囊正在形成。移植后第3周,大鼠毛囊整体被结缔组织鞘包裹,一侧可以看到明显断端,此处结缔组织鞘向外膨出,另一侧则不明显。典型、成熟DP已形成,移植体周围出现大量脂肪组织,与对照组相比,这些脂肪组织更像是新生成而不是裸鼠本身固有组织。所取实验组标本除少数毛囊移植体失活外,其余成活毛囊全部重新长成不同生长程度的毛乳头,DP再生率为88%。 2、新生DPC来源观察 实验组采取了三种不同的BrdU导入方式,通过荧光免疫组化证实,毛囊上段BrdU浸泡标记组的导入效果良好。 DP形成部位和毛囊断端位置结缔组织鞘的细胞BrdU呈强阳性表达,毛囊上段顶端细胞呈弥散性阳性表达,提示再生的DP很可能来源于毛囊移植体的结缔组织鞘。裸鼠皮肤无阳性细胞表达。 3、Wnt5a在大鼠毛囊胚胎发生和大鼠触须毛囊上段裸鼠移植诱导 DP再生模型中的表达模式: ①实验组大鼠触须毛囊上段移植后第3天,在毛囊上段顶端和毛囊断端的结缔组织鞘Wnt5a呈高表达。移植后第7天,顶端细胞逐渐向下分化形成DP细胞,呈强阳性,毛球部外周 Wnt5a呈阳性表达,毛囊断端的结缔组织鞘 Wnt5a呈高表达。移植后第9天,典型的梨形DP已形成,其中Wnt5a呈强阳性。 ② E12.5 Wnt5a在表皮细胞表达;E13.5 Wnt5a在表皮细胞表达,且表达增强;E14.5 Wnt5a表达由表皮转移至真皮,在真皮细胞浆明显表达;E15.5 Wnt5a表达在真皮结缔组织明显增强,在表皮的表达消失。 结论: ①本研究建立的单个大鼠触须毛囊上段裸鼠移植诱导DP再生的模型,DP体内再生率最高、稳定、可重复性高,可以作为研究DP体内再生的良好平台; ②毛囊移植笔的应用使毛囊上段移植部位创伤小,愈合迅速;其次移植的毛囊方向、角度、深度具有高度可控性;并可实现单个毛囊的移植; ③毛囊培养液短期、小量应用即可高效促进毛球部DP的再生; ④再生的DPC可能来自毛囊移植体的结缔组织鞘; ⑤ Wnt5a在DP胚胎发生前后及本模型DP形成的部位呈现高表达,说明Wnt信号通路与DP的再生有密切的关系,其中Wnt5a可能扮演了非常主要的角色。