未來人們也許不再需要面膜和涂抹各種化妝品來保養(yǎng)面部皮膚,，在皮膚中的干細胞可以活躍地產(chǎn)生不同細胞，最終將形成新的身體皮膚和毛發(fā),。另外,，這些干細胞還能自補充，持續(xù)保持皮膚和毛發(fā)富有活力,。目前,，美國洛克斐勒大學(xué)研究員已確定兩種蛋白質(zhì)能使皮膚干細胞承擔(dān)持續(xù)性皮膚自修復(fù)功能。
這項最新研究已發(fā)表在《自然遺傳學(xué)雜志》上,，它有助于理解如何維持干細胞,，以及這些干細胞的狀況如何對不同類型的細胞產(chǎn)生作用。哺乳動物細胞生物學(xué)和發(fā)育實驗室的研究負責(zé)人伊萊恩－富克斯（Elaine Fuchs）和該實驗室博士后霍昂－恩古延（Hoang Nguyen）共同完成一項實驗,，他們對基因改造后體內(nèi)缺少TCF3 和TCF4蛋白質(zhì)的老鼠進行了分析,，這兩種蛋白質(zhì)保存于皮膚干細胞核內(nèi)，能夠與DNA結(jié)合使基因發(fā)生變化,，導(dǎo)致干細胞出現(xiàn)各異性,。他們發(fā)現(xiàn)如果體內(nèi)沒有這兩種蛋白質(zhì)，雖然老鼠所有的皮膚層仍正常發(fā)育,，但卻無法自更新保養(yǎng),。
恩古延說：“這種表皮干細胞是一種皮膚干細胞類型，當(dāng)它消失時將導(dǎo)致體內(nèi)失去自維持更新皮膚細胞的能力,。”美國貝勒醫(yī)學(xué)院的教授們指出,，我們通過這項研究發(fā)現(xiàn)如果老鼠體內(nèi)長期缺少這兩種蛋白質(zhì),，其表皮則很難持續(xù)保養(yǎng)和更新。同時,，我們在皮氏培養(yǎng)皿中觀看到的實驗結(jié)果,，就如同皮膚移植手術(shù)實驗。
TCF蛋白質(zhì)共有4種類型,，存在于身體內(nèi)許多干細胞之中,。該蛋白質(zhì)可依據(jù)接收自分子環(huán)境的信號改變其基因，從而響應(yīng)一種叫做“β-catenin”的伴侶分子,。
富克斯作為霍華德－休斯醫(yī)學(xué)院的調(diào)查員和麗貝卡－萊西菲爾德（Rebecca C. Lancefield）教授以及恩古延博士后進行了深入研究,，目前他們掌握到當(dāng)“β-catenin”伴侶分子不存在時,，TCF3和TCF4蛋白質(zhì)通過抵擋基因也可在皮膚干細胞中工作,。富克斯說：“在毛囊中，如果β-catenin伴侶分子不存在時,，這兩種蛋白質(zhì)可像干細胞一樣,；但如果β-catenin伴侶分子存在時，毛發(fā)增長處于活性狀態(tài),。在皮膚表皮中,，TCF3和TCF4蛋白質(zhì)可通過自身維持性，無須β-catenin伴侶分子便能維持表皮干細胞,。”
恩古延說：“如果TCF蛋白質(zhì)總是在皮膚中通過β-catenin分子發(fā)生作用,，那么無論當(dāng)β-catenin、TCF3還是TCF4缺失時,，人們將總是看到相同的實驗錯誤,，但事實上這種情況是不會出現(xiàn)的。當(dāng)毛囊依賴于β-catenin,、TCF3還是TCF4時,，毛囊表皮看上去更多地依靠TCF3和 TCF4蛋白質(zhì)。”
雖然這項最新研究發(fā)現(xiàn)是針對于哺乳動物干細胞,，但也適用于包括蠕蟲在內(nèi)的其他有機生物,。富克斯說：“TCF系列蛋白質(zhì)具有遠古起源，同時蠕蟲長期被認為具有CTF系列蛋白質(zhì),，在不依賴β-catenin的狀況下仍具有相應(yīng)的功能,。”這種在哺乳動物皮膚和蠕蟲之間的類似性將開啟研究再生療法的一個新途徑，可以解釋那些頭發(fā)稀少的人群如何再次萌生新的頭發(fā),。
富克斯說：“皮膚干細胞對于再生醫(yī)學(xué)研究具有很大的前途,，同時有助于我們?nèi)绾沃圃旎旌鲜礁杉毎委煼ǎM而深入理解基礎(chǔ)性生物學(xué),。”（生物谷bioon.com）
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Nature Genetics 41, 1068 - 1075 (2009) 30 August 2009 | doi:10.1038/ng.431
Tcf3 and Tcf4 are essential for long-term homeostasis of skin epithelia
Hoang Nguyen1,3, Bradley J Merrill1,3, Lisa Polak1, Maria Nikolova1, Michael Rendl1,3, Timothy M Shaver2, H Amalia Pasolli1 & Elaine Fuchs1
Single-layered embryonic skin either stratifies to form epidermis or responds to Wnt signaling (stabilized -catenin) to form hair follicles. Postnatally, stem cells continue to differentially use Wnt signaling in long-term tissue homeostasis. We have discovered that embryonic progenitor cells and postnatal hair follicle stem cells coexpress Tcf3 and Tcf4, which can act as transcriptional activators or repressors. Using loss-of-function studies and transcriptional analyses, we uncovered consequences to the absence of Tcf3 and Tcf4 in skin that only partially overlap with those caused by -catenin deficiency. We established roles for Tcf3 and Tcf4 in long-term maintenance and wound repair of both epidermis and hair follicles, suggesting that Tcf proteins have both Wnt-dependent and Wnt-independent roles in lineage determination.
1 Howard Hughes Medical Institute, Laboratory of Mammalian Cell Biology and Development, The Rockefeller University, New York, New York, USA.
2 Department of Molecular and Cellular Biology & Stem Cell and Regenerative Medicine Center, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA.
3 Present addresses: Department of Molecular and Cellular Biology & Stem Cell and Regenerative Medicine Center, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA (H.N.); Department of Biochemistry and Molecular Genetics, University of Illinois at Chicago, Illinois, USA (B.J.M.); and Department of Developmental and Regenerative Biology & Black Family Stem Cell Institute, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York, USA (M.R.).
