Abstract
大面积深度烧伤患者因汗腺毁损导致体温调节功能基本丧失, 生活质量受到严重影响。目前对于修复汗腺功能的研究较多, 然而人体汗腺发育的机制尚未完全阐明。越来越多的研究表明Wnt/β连环蛋白、外胚叶发育不全/外胚叶发育不全受体/核因子κB、音猬因子、叉头框转录因子等信号通路彼此级联共同影响汗腺发育, 并且已有研究报道可以利用级联信号通路实现汗腺样细胞的体外重建。现就影响汗腺发育的信号通路及其参与汗腺样细胞的体外重建情况作一综述。
Keywords: 烧伤, 汗腺, 信号通路, 体外重建
Abstract
The damage of sweat glands in patients with extensive deep burns results in the loss of thermoregulation, which seriously affects the quality of life of patients. At present, there are many researches on the repair of sweat gland function, but the mechanism of human sweat gland development has not been fully clarified. More and more studies have shown that the cascaded pathways of Wnt/β-catenin, ecto- dysplasin A/ectodysplasin A receptor/nuclear factor-κB, sonic hedgehog, and forkhead box transcription factor jointly affect the development of sweat glands, and it has been reported that the cascaded signaling pathways can be used to achieve the reconstruction of sweat adenoid cells in vitro. This article reviews the signaling pathways that affect the development of sweat glands and their involvement in the reconstruction of sweat adenoid cells in vitro.
Keywords: Burns, Sweat glands, Signaling pathways, Reconstitution in vitro
汗腺分泌汗液可以有效消散体内外产生的热量, 而且汗液还会与皮肤表面的皮脂混合, 形成保湿脂层。汗液中含有分泌型IgA和细胞因子IL-1、IL-31, 可能对皮肤的免疫防御作用有益[1]。此外, 有研究者在健康成年人的汗液中观察到多种抗菌肽和免疫因子, 提示汗液有助于控制皮肤菌群和对抗皮肤感染[2]。皮肤大面积深度烧伤将会伴随汗腺的毁损, 因汗腺原基在胎儿期汗腺结构发育完全后就已经停止萌发, 毁损后无法通过自身干细胞增殖分化而再生[3]。因此汗腺严重缺失影响大面积深度烧伤患者生活质量。
汗腺发育受到多种信号通路影响, 分泌型Wnt蛋白可刺激多个细胞内信号通路, 调节多种发育过程[4]。Wnt/β连环蛋白被认为是多细胞生物胚胎期组织形态发生过程中启动发育以及决定分化方向的重要调节通路[5], 并且可能决定汗腺的起始位点以及数量。外胚叶发育不全（EDA）基因、EDA受体（EDAR）基因是胚胎期调节汗腺发育的2个功能基因[6], EDA基因和EDAR基因通过核因子κB通路在皮肤附属器发育过程中发挥作用, 特别是汗腺、牙齿和毛发的发育过程中[7]。EDA/EDAR/核因子κB信号通路缺陷会导致少汗或无汗性外胚层发育不良（HED）, 主要表现为汗腺、毛发和牙齿的发育缺陷。音猬因子主要负责汗腺分泌部形成[8], 叉头框转录因子家族在汗腺成熟后对于汗腺稳态的维持有显著作用。汗腺发育中的信号通路内部关系错综复杂, 彼此级联, 共同影响了汗腺的发育, 影响汗腺发育的信号通路也可被用于汗腺样细胞的体外重建。本文将综述影响汗腺发育的信号通路及其参与汗腺样细胞体外重建的研究进展。
1. 影响汗腺发育的信号通路
1.1. Wnt/β连环蛋白信号通路
Wnt配体-受体互相作用启动信号级联反应, 经典Wnt信号通路运行的核心是β连环蛋白的稳定, 在缺乏配体Wnt刺激的情况下, β连环蛋白被糖原合成酶激酶3β磷酸化并被E3泛素连接酶β-转导蛋白重复序列识别, 最终被蛋白酶降解, 这使得β连环蛋白在细胞质中保持低水平, 从而阻止β连环蛋白的核内聚[4]。当配体Wnt与细胞表面卷曲受体以及共受体结合时, 下游信号介质（Dvl/Dsh）向细胞表面卷曲受体募集, 导致β连环蛋白降解复合物受到抑制, 抑制了β连环蛋白的降解, 致使β连环蛋白向细胞核内聚集。β连环蛋白与淋巴细胞增强因子（LEF）和T细胞因子转录因子结合, 使LEF与T细胞因子的抑制状态转化为激活状态, 开启了Wnt靶基因的转录。
1.1.1. Wnt/β连环蛋白信号通路在汗腺发育中的作用
有研究者在小鼠表皮基底层正下方的上层真皮中检测到微弱但分布均匀的Wnt信号, 伴随生长发育, Wnt信号在真皮中的表达逐渐减少, 在表皮中开始大量分布, 最后在汗腺胚芽处聚集了大量表达Wnt信号的上皮细胞[9]。汗腺在从原始胚芽向更高级胚芽发育的过程中, 汗腺胚芽中Wnt信号活性逐渐增强, 但是因为Wnt/β连环蛋白信号通路参与胚胎期多种器官发育, 并且调控细胞增殖, 因此不能确定Wnt活性的增强是否与汗腺发育必然相关。在随后的实验中, 研究者构建了缺乏β连环蛋白的突变型小鼠[9], 在突变型小鼠中没有汗腺胚芽的形成, 毛囊也停止发育, 通过对比观察突变型小鼠与野生型小鼠显示, β连环蛋白在野生型小鼠的胚胎汗腺胚芽中局部上调, 在突变型小鼠皮肤中不存在, 因此阻断了Wnt/β连环蛋白信号通路, 导致小鼠的汗腺发育完全停止, 说明Wnt/β连环蛋白信号通路可能负责调控汗腺发育的起始。随后, 有研究者在Wnt/β连环蛋白信号通路的转录调控中观察到, β连环蛋白的下游因子LEF在野生型小鼠的汗腺胚芽中高表达, 而在突变型小鼠皮肤中则没有被检测到, LEF能够促进下游EDA基因启动子的激活并且加强EDA基因的表达[10], 这也证明了Wnt/β连环蛋白信号通路存在对EDA/EDAR/核因子κB信号通路的调控, 并且有可能位于EDA/EDAR/核因子κB信号通路的上游。有研究者在缺乏、β连环蛋白的突变型小鼠中观察到LEF-1、EDAR、音猬因子、Dickkopf4、Wnt10b等40个基因的表达情况均下调[9]。免疫荧光检测进一步证实野生型小鼠汗腺细胞膜中存在EDAR基因, 而缺乏β连环蛋白的突变型小鼠中则不存在该基因, 这个结果更进一步说明了Wnt/β连环蛋白信号通路位于EDA/EDAR/核因子κB信号通路上游, 而且EDAR基因的转录受Wnt/β连环蛋白信号通路调控。综上, Wnt/β连环蛋白信号通路在启动汗腺发育过程中必不可少, 可能是汗腺发育级联信号通路的起始。
1.1.2. Wnt/β连环蛋白信号通路活性的调控
Wnt10a蛋白是Wnt蛋白的一种亚型, 被证实是控制成人上皮增殖和区域特异性分化的关键配体[11], Wnt10a基因突变同样会造成外胚层缺陷, 表现为从青春期开始的毛发稀疏、出汗异常、指甲生长缺陷以及后期的牙齿发育异常。Kruppel样因子4（KLF4）是表皮分化所需的一种限制性转录因子, 通过与β连环蛋白复合, 使β连环蛋白介导的通路从促进增殖模式变为促进分化模式, 在Wnt10a基因缺陷时, 可以利用KLF4与β连环蛋白复合, 恢复Wnt/β连环蛋白通路活性。这可能会成为研究汗腺发育实验中, 调控Wnt/β连环蛋白信号通路中β连环蛋白活性的方法。
分泌型的Dickkopf糖蛋白是组织发育过程中Wnt/β连环蛋白信号通路的重要调节因子。目前研究普遍表明Dickkopf1是Wnt/β连环蛋白信号通路的拮抗剂, 可通过与共受体低密度脂蛋白受体相关蛋白结合, 减弱Wnt/β连环蛋白信号通路活性。对新生儿骺板内软骨异常增生的研究显示, IL-1β可以抑制Dickkopf1的产生, 使Dickkopf1对Wnt/β连环蛋白信号通路的抑制作用降低, 使得Wnt/β连环蛋白信号通路过度激活[12]。相反, 对人上皮性卵巢癌癌细胞的研究显示, 甲基胞嘧啶双加氧酶1（TET1）蛋白通过激活拮抗剂Dickkopf1, 达到强效抑制Wnt/β连环蛋白信号通路的作用[13]。TET蛋白是生物体内存在的一种双加氧酶, 是DNA去甲基化过程中的一种重要的酶, 对于维持干细胞的多能性有重要作用, TET基因的突变可以引起多种肿瘤尤其是造血系统肿瘤。综上, 通过调节Dickkopf1的活性, 可以实现对Wnt/β连环蛋白信号通路的调控, 这有可能成为研究汗腺发育实验中调节Wnt/β连环蛋白信号通路活性新的方法。
有研究者在对小鼠睑板腺的研究中观察到另外一种Dickkopf糖蛋白亚型Dickkopf4, 其对Wnt/β连环蛋白信号通路呈现短暂并且特异的抑制作用, Dickkopf4表现出对Wnt1、Wnt10a、Wnt10b 3种基因的表达呈现特异性抑制作用, 短暂抑制后通过自身N'末端蛋白裂解而失去抑制作用[14]。有研究者在缺乏β连环蛋白的突变型小鼠中观察到Dickkopf4活性比野生型小鼠低[9], 可能是因为Dickkopf4的产生或活性的维持与Wnt/β连环蛋白信号通路有关, 而Dickkopf4作为拮抗剂, 减弱了该信号通路活性。但有学者在过表达Dickkopf4的转基因小鼠中观察到较正常小鼠更为持久的Wnt/β连环蛋白信号活性, 可能是因为Dickkopf4对Wnt/β连环蛋白信号通路在呈现抑制作用的同时又存在增益效果。
脑转录因子2（Brn2）属于POU转录因子家族, 主要在中枢神经系统表达, 而Brn2的表达受β连环蛋白调控。有研究显示, 在过表达Brn2基因的转基因小鼠中观察到汗腺发育受到明显抑制[15], 与野生型小鼠相比, 转基因小鼠腹侧爪皮肤发汗试验反应降低, 汗腺细胞体积缩小, 约为野生型的20%, 但是腹侧爪表皮明显增厚, 这些结果说明汗腺发育受到抑制可能与Brn2基因过表达导致表皮异常增生相关。这是近来观察到的接受Wnt/β连环蛋白信号通路调控却对汗腺发育存在抑制作用的转录因子。
1.2. EDA/EDAR/核因子κB信号通路
1996年, 首次确定了EDA基因定位于染色体Xq12-13.1, 属于TNF超家族成员。EDA和EDAR通过激活核因子κB来控制特定基因转录, 从而在外胚层器官形成过程中发挥作用。在体外培养的EDAR表达阳性的人KC中加入含有EDA蛋白的培养基之后, 利用BAF170抗体进行免疫共沉淀检测, 结果显示大量染色质重构复合物沉积, 一部分复合物中出现核因子κB蛋白亚型, 其中RelB和p50亚型数量最多, 利用RelB抗体进行反向免疫沉淀显示染色质重构复合物与RelB发生共沉淀, 而在EDAR表达阴性的细胞中并未出现上述共沉淀。研究者在共沉淀的结果中还观察到一种连接蛋白Tfq, 这种蛋白从未在以往任何染色质重构复合物中出现, 但是在上述免疫沉淀实验所得到的2组染色质重构复合物中均出现。实验显示Tfq既可以结合核因子κB亚型中的RelB, 也可以结合染色质重构复合物中的BAF45d, 连接蛋白Tfq的作用是连接RelB和BAF45d。通过对比观察野生型小鼠和EDA基因缺陷小鼠皮肤附属器中p50以及RelB的蛋白水平显示, 在皮肤附属器形成过程中, p50及RelB在野生型小鼠的皮肤附属器原始胚芽中高表达, 而在EDA基因缺陷的小鼠中显著下调。综上, EDA与EDAR激活了一个包含BAF复合物、RelB/p50和连接蛋白Tfg的大蛋白复合体。随后进一步染色质免疫共沉淀实验得出结论, EDA结合其受体后产生的含有RelB、Tfq的BAF复合物整合至含有核因子κB结合位点的特定基因启动子区域, 开启了特定基因转录[16]。
不依赖EDA蛋白刺激, 单纯依靠EDAR基因的表达, 同样可以活化核因子κB。研究显示, 在人KC细胞核中, 当EDAR基因表达时, 核因子κB的亚型p50、RelA、RelB和c-Rel表达量出现上调, 其中RelB上调最为明显[16]。EDAR属于TNF受体（TNFR）家族成员, TNFR相关因子6介导几个TNFR家族成员（EDAR、CD40等）激活核因子κB[17], TNFR相关因子6缺陷型小鼠表现出类似于EDAR缺陷型小鼠的外胚层发育异常[6]。有学者在针对EDAR如何活化核因子κB的研究中观察到, 使用C'端缺失诱变来绘制负责核因子κB激活的EDAR结构域时观察到, 完全缺失EDAR死亡结构域的突变体丧失了对核因子κB的激活能力, 而残留部分EDAR死亡结构域的突变体仍保留部分激活核因子κB的能力[17], 即EDAR死亡结构域对激活核因子κB至关重要。综上, EDA基因结合其受体, 激活核因子κB从而开启对下游基因转录的调控, 不依靠配体EDA的刺激, 单一的受体EDAR依靠其死亡结构域同样可以活化核因子κB, 从而开启对下游基因转录的调控。上文提到EDAR基因的表达依赖于Wnt/β连环蛋白信号通路, 因此在汗腺发育中激活核因子κB不仅仅依靠EDA、EDAR的正常表达, 还需要Wnt/β连环蛋白信号通路的完整运行。
1.2.1. EDA/EDAR/核因子κB信号通路在汗腺发育中的作用
人EDA基因包含12个外显子, 通过交替剪接产生的EDA蛋白有5个不同的转录本, 其中包含8个外显子的EDA-A1转录物是EDA基因转录物中最丰富的产物[18]。EDA-A1的突变形式与X连锁型HED（XLHED）有关, 是人类常见的外胚层发育遗传疾病, 已经从不同XLHED患者中检测到多种错义突变和无义突变。2019年在中国家庭中观察到1例因EDA基因错义突变p.S305R而引起的XLHED病例, 患者为6岁儿童, 仅有少量且发育不全的牙齿, 体格检查显示皮肤明显干燥, 少汗, 头发和眉毛稀少[18]。EDAR基因发生突变与常染色体隐性外胚层发育不良症相关, EDAR相关死亡结构域编码的基因（EDARADD）发生突变与常染色体显性外胚层发育不良症相关[19]。由此可见, 在胚胎期EDA/EDAR/核因子κB信号通路中任一基因发生突变都会造成不同类型的外胚层发育不良症, 导致出现不同程度的汗腺功能和形态损伤, 这说明EDA/EDAR/核因子κB信号通路对汗腺发育至关重要。
EDA基因缺陷的小鼠只在汗腺早期发育阶段形成汗腺胚芽样结构汗腺, 没有正常汗腺结构, 可能与Wnt/β连环蛋白信号通路活性正常、EDA/EDAR/核因子κB信号通路受损相关[9]。又有研究构建了携带EDA-A1基因的转基因Tabby鼠[20], EDA-A1基因的表达导致了Tabby鼠真皮脊、汗腺和毛囊的发育, 因此说明EDA-A1亚体是皮肤附件发育过程中的关键因子, 使得原本没有汗腺的Tabby鼠出现汗腺的发育。Gaide和Schneider[21]将重组EDA-A1分子静脉注入怀孕的Tabby鼠体内, 重组蛋白使TNF结构域融合至IgG Fc片段, 使其由血液传递并通过胎盘进入胎儿体内, 结果显示在胚胎期几乎完全修复了EDA基因缺陷小鼠的汗腺缺失, 形成正常汗腺, 且一直持续到成年阶段。综上, 动物实验进一步说明EDA/EDAR/核因子κB信号通路对汗腺发育有重要作用, 而EDA/EDAR/核因子κB信号通路缺陷可以采用转基因治疗修复, 这也说明了EDA基因的转基因手段在体外构建汗腺样细胞的实验中可能存在重要意义。
1.2.2. EDA/EDAR/核因子κB信号通路对上游信号通路的影响
这里值得一提的是, EDA/EDAR/核因子κB信号通路可以调控Wnt10b基因的表达, 而Wnt10b基因同样参与介导Wnt/β连环蛋白信号通路, 这说明EDA/EDAR/核因子κB对上游Wnt/β连环蛋白信号通路有一定正向作用, 进而增强β连环蛋白的活性[9]。说明EDA/EDAR/核因子κB信号通路在接受上游Wnt/β连环蛋白信号通路调控的同时, 可能也对其有增益效果。
1.3. 音猬因子和叉头框转录因子家族
小鼠汗腺分泌部的卷曲于出生后第1天开始, 于第5天基本完成卷曲过程。在小鼠汗腺发育过程当中, 音猬因子的表达量在汗腺原基萌发时非常低, 而在出生后分泌部卷曲过程中急剧增加；对缺失音猬因子的小鼠的观察显示, 虽然在小鼠出生第1天汗腺依旧开启了分泌部的卷曲, 但卷曲的过程被缩减, 并且产生的分泌部也要比野生型小鼠小得多[9]。这区别于叉头框转录因子家族在汗腺发育中的作用。有研究在野生型小鼠中观察到叉头框a1转录因子的表达水平在小鼠出生第1天急剧上调, 并在成年前持续保持高表达[8]。叉头框a1转录因子在小鼠汗腺分泌部开始卷曲时, 表达才开始急剧上升, 这说明在汗腺发育中叉头框转录因子家族可能主要在汗腺成熟后才发挥维持汗腺稳态的作用。又有研究观察到叉头框a1转录因子可以通过bestrophin2阴离子通道和钠-钾-氯协同转运蛋白1调节汗液分泌[22]。
有学者在对野生型小鼠和EDA基因缺陷小鼠的腹侧爪皮肤表达谱的对比研究中观察到, 音猬因子受到的影响最为显著, 在EDA基因缺陷小鼠中不见表达, 呈现EDA依赖式改变并且是被检测到的唯一受影响的形态发生基因[8]。Li等[23]研究显示, 在EDA基因缺陷小鼠皮肤外植体培养基中加入EDA蛋白, 可显著上调音猬因子基因的表达, 同时上调音猬因子信号通路下游介质GLI-1基因的表达。这些实验说明音猬因子基因位于EDA/EDAR/核因子κB信号通路下游并且其表达受EDA/EDAR/核因子κB信号通路调控, 但是在Wnt途径被其拮抗剂Dickkopf1抑制的情况下, 人为控制进行EDA/EDAR/核因子κB信号通路的转导后, 下游的音猬因子却没有表达, 这可能说明音猬因子在汗腺中的正常表达依赖的是包括Wnt/β连环蛋白信号通路、EDA/EDAR/核因子κB信号通路在内的整个汗腺发育信号通路[24]。进一步实验显示在人类汗腺的三维培养基中加入音猬因子蛋白后, 汗腺相关基因（CEA、EDA、EDAR）表达增强, EDA/EDAR/核因子κB信号通路下游基因Dickkopf4和Wnt10b也有较高的表达, 而加入音猬因子拮抗剂后, 这些基因的表达减少[25], 这反映了音猬因子基因在接受上游信号通路调控的同时, 可能对上游信号通路也存在正反馈影响。
在EDA基因缺陷小鼠足垫中, 叉头框a1转录因子从小鼠出生第1天就开始呈现低表达, 直至成熟也没有上升趋势。这说明叉头框a1转录因子的正常表达依赖EDA/EDAR/核因子κB信号通路。在EDA基因缺陷小鼠足垫中观察到了叉头框转录因子家族另外2种亚型叉头框c1转录因子和叉头框i1转录因子的表达量显著下调, 通过对比正常小鼠足垫汗腺以及背部毛囊观察到, 叉头框i1转录因子为汗腺所特有[8]。有研究显示叉头框转录因子家族又一成员叉头框c1转录因子可以上调骨形态发生蛋白5的转录水平, 而骨形态发生蛋白5主要负责细胞类型的转变, 不仅如此, 过表达叉头框c1转录因子显著上调了大部分汗腺发育相关基因的表达, 包括Wnt10a、Bmp4、EDA、音猬因子和核因子κB[26]。综上, 音猬因子和叉头框转录因子家族在接受上游信号通路调控的同时, 对上游信号通路也存在正反馈影响, 但具体机制有待进一步研究。
2. 汗腺发育信号通路参与汗腺样细胞体外重建
汗腺样细胞是目前汗腺再生治疗的最理想材料, 汗腺样细胞的获取方法也在不断更新。有学者利用体外分离培养的人骨髓间充质干细胞（BMSC）与热休克处理的人汗腺细胞进行共培养, 最终成功得到汗腺样细胞[27]。付小兵院士团队在2009年将体外培养的人汗腺样细胞移植于烧伤患者瘢痕处, 并在患者皮肤真皮浅层观察到了汗腺类似样组织, 具有正常汗腺细胞表型, 且发汗试验阳性[28]。该团队又在2013年对30余例烧伤患者进行汗腺样细胞移植治疗, 结果显示移植处具有正常汗腺功能且发汗试验阳性[29]。近年来利用汗腺发育信号通路中的某个部分或者几个部分的组合诱导不同类型干细胞向汗腺样细胞分化的实验研究逐渐受到关注, 并取得一定的成果。
有实验团队通过构建过表达LEF-1基因和核因子κB基因的质粒转染人Fb, 实现了将人Fb体外重编程为汗腺样细胞。实时荧光定量RT-PCR（RT-qPCR）显示稳定转染的Fb呈现核因子κB、LEF-1高表达状态, 且蛋白质印迹实验显示稳定转染的Fb中表达汗腺标志性蛋白（癌胚抗原、细胞角蛋白、细胞角蛋白14和细胞角蛋白19）, 而在用不携带核因子κB基因和LEF-1基因的空白质粒处理的对照组和不行任何处理的空白组中并没有观察到汗腺标志性蛋白的表达。在动物实验中, 将稳定转染的裸鼠Fb移植至汗腺受损的裸鼠爪子后进行皮肤切片组织检查显示, 裸鼠的汗腺完全重建, 有完整的分泌和导管部分[30]。
2018年有研究者利用靶向设计的成簇规律间隔短回文重复序列/dCas9-E系统在多西环素的诱导下激活人BMSC中EDA基因的表达, RT-PCR分析显示, 多西环素诱导后的dCas9-E BMSC出现汗腺标志物癌胚抗原及细胞角蛋白19强表达, 而未转染dCas9-E的人BMSC中汗腺标志物呈阴性表达。在10只裸鼠后腿的双爪上制作全层皮肤烫伤模型。每只裸鼠右侧的烫伤爪子皮下注射多西环素诱导的dCas9-E BMSC（实验组）, 对侧的烫伤爪子皮下注射生理盐水（对照组）, 每周对损伤部位拍照并收集样本, 以测量各组的伤口愈合和上皮再生情况。与对照组相比, 实验组裸鼠上皮细胞增殖能力增强、胶原沉积减少、上皮再生更快、愈合速度更快。这些结果表明, 多西环素诱导的dCas9-E BMSC可以促进创面愈合, 减少损伤后的纤维化。在最后的实验中将用多西环素诱导的dCas9-E BMSC移植于裸鼠爪子20 d后, 10只处理过的爪子中有8只在带有明显的蓝色和黑色区域的碘-淀粉排汗试验中呈阳性。实验组和对照组裸鼠爪子组织的免疫荧光检测结果表明, 实验组裸鼠爪子汗腺组织数量明显多于对照组[31]。
研究表明, 表皮细胞和汗腺细胞都是由表皮祖细胞发育来的, 表皮细胞和汗腺细胞在分子水平上的相似性进一步表明表皮细胞是汗腺细胞重编程的潜在细胞来源[26]。有研究团队通过比较小鼠表皮细胞和汗腺细胞的转录谱, 证明3种转录因子叉头框c1、Irf6和Tcfp2l1的特定组合和单一转录因子叉头框c1可以直接使表皮细胞形成功能性汗腺样细胞, 并且表达汗腺特异性标志物。随后经RT-qPCR以及免疫组织化学法证明, 在过表达叉头框c1转录因子的表皮细胞中汗腺特异性标志物的表达量显著高于天然汗腺细胞, 且汗腺发育相关基因EDA、音猬因子和核因子κB等的表达量显著上调。最后将过表达叉头框c1转录因子的表皮细胞注射到小鼠烧伤的脚掌垫（实验组）中, 4周后, HE染色显示在小鼠烧伤的脚掌垫中观察到外源性成簇细胞, 而没有注射过表达叉头框c1转录因子的表皮细胞的小鼠烧伤的脚掌垫（对照组）仍未被修复。同时, 实验组小鼠中汗腺分泌部的特异性标志物细胞角蛋白8、细胞角蛋白18的表达量几乎是对照组小鼠的10倍, 并且发汗试验阳性[26]。实验表明经叉头框c1转录因子诱导而来的功能性汗腺细胞可以修复体内受损汗腺组织并且恢复出汗功能, 这对于汗腺的损伤后修复以及体外重建具有重大意义。
3. 总结与展望
汗腺承担人体体温调节功能, 分泌的汗液与皮肤共同承担免疫防御功能, 然而汗腺原基在出生后就已经停止萌发, 因此汗腺在损伤后并不能依靠自身干细胞完成再生。这也造成了大面积深度烧伤患者创面愈合后失去体温调节功能, 严重影响患者生活质量, 目前大面积深度烧伤患者的汗腺再生治疗依旧是重点、难点。
汗腺样细胞的出现为汗腺再生治疗带来希望, 目前已有很多研究报道, 可以利用影响汗腺发育的信号通路中的某个部分或者某几个部分的组合, 实现对不同类型干细胞的诱导, 使其分化为汗腺样细胞。但是由于汗腺发育机制尚未完全阐明, 导致了在体外诱导汗腺样细胞仍存在需要改进的地方, 因此汗腺再生治疗的关键在于理清正常汗腺发育机制。Wnt/β连环蛋白信号通路负责汗腺发育起始, 有可能决定了汗腺初始原基萌发数量, 而且Wnt/β连环蛋白信号通路也是下游EDA/EDAR/核因子κB信号通路、音猬因子基因发挥作用的先决条件。EDA/EDAR/核因子κB信号通路在调控下游音猬因子基因以及叉头框转录因子家族基因表达的同时, 维持了上游Wnt/β连环蛋白信号通路活性。音猬因子基因参与汗腺分泌部的卷曲的同时对上游信号通路有促进作用。同样, 音猬因子的正常表达对上游信号通路有促进作用。叉头框转录因子家族基因负担汗腺成熟后的稳态维持并且参与汗液分泌, 在接受EDA/EDAR/核因子κB信号通路调控时, 也对上游基因存在加强表达的作用。汗腺发育中的信号通路内部关系错综复杂, 彼此沟通级联, 完整的发育机制还有待进一步研究。正常汗腺发育机制的研究将会对汗腺样细胞的构建提供更高层次的技术支持, 为大面积深度烧伤患者汗腺功能恢复带来福音。
Funding Statement
国家自然科学基金地区科学基金项目（82060348）；内蒙古自治区科技计划（2020GG0214）
Regional Science Foundation of National Natural Science Foundation of China (82060348); Science and Technology Plan of Inner Mongolia Autonomous Region of China (2020GG0214)
Footnotes
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
References
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