中国农大PLOS解析脱发分子机制

　　今年三月份，中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室的于政权博士，与美国宾夕法尼亚大学的研究人员合作，发现了结肠癌的一个新元凶——一种称为 MSI2的蛋白质。他们的研究结果，为结直肠癌的干预治疗提供了新靶点，并增强了我们对于癌症发生、发展复杂性的认识。这项结果发表在国际知名期刊《Nature Communications》。

　　五月二十八日，于政权博士带领的课题组又在国际著名学术期刊《PLOS Genetics》发表题为“Post-transcriptional Regulation of Keratinocyte Progenitor Cell Expansion, Differentiation and Hair Follicle Regression by miR-22”的重要成果。这项研究探讨了脱发的分子机制，表明一个高度保守的microRNA——miR-22，是从毛囊生长期到衰退期过渡的关键因子，因此可作为脱发疾病治疗的一个新靶标。

　　人类毛发生长是有周期性的，每个毛囊（Hair follicles）都会经历生长期（anagen）、衰退期（catagen）和休眠期（telogen）。毛囊周期相关基因的异常调控，可能会导致人类毛发生长障碍。毛囊是由毛杆、毛凸、毛球、毛乳头、毛基质以及毛乳头的间充质细胞组成。上皮细胞和间质细胞之间的相互作用，是适当的头发发育和毛囊周期所必需的。

　　在毛发生长期，毛乳头位于毛囊的近端，靠近头发的干细胞龛称为毛凸。来自密集的毛乳头的信号，可诱导毛囊干细胞的增殖，从而引起毛胚的向下延伸，在那里它最终包裹住皮乳头，并触发毛发基质的形成。几个重要的信号通路，包括Wnt和BMP，在头发的分化过程中发挥重要作用。此外，在毛发生长期，许多转录因子也促进头发的生长分化，包括GATA3、CUTL1、LEF1、DLX3、MSX2、Foxn1、TCF3和HOXC13。

　　与生长期相反，衰退期是毛囊的生理性退化。毛囊可迅速退化并缩短，直到它再次临近凸起区域的毛囊干细胞库。这个过程可能会被各种各样的刺激引发。而一些促进衰退期的细胞凋亡触发因子已经得以确定，包括Bcl2/Bax、p53、p57和转化生长因子TGF-β1、TGF-β2ββ，但是，一旦进入衰退期并保持在休眠期，驱动生长期的刺激信号如何被终止，我们还知之甚少。

　　MicroRNAs是一种小的、类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编码，在许多生物过程中起着重要的作用，包括毛囊发育，数以百计的 microRNAs在皮肤中表达。通过microRNA加工酶DGCR8、Drosha和Dicer的基因缺失，可整体去除microRNA的活性，表明miRNA对于胚胎和成年毛囊发育都很关键。

　　在生长期条件性地去除Drosha和Dicer，可引起衰退期和卵泡降解的失效，从而说明microRNA对于生长期到衰退期的过渡起着关键作用。然而，在这个过程中所涉及的特定microRNA是未知的。最近，很多报道都已经证明，一些特定microRNA对毛发的发育起着功能性作用，包括 miR-24、miR-125b、miR-31和miR-205，因此，开始出现了一个调节毛囊发育的microRNA网络。

　　这项研究表明，一个高度保守的microRNA——miR-22在衰退期显著上调，在静止期达到高峰。研究小组采用体内功能获得和功能缺失实验发现，miR-22过度表达，可通过促进毛囊生长期到衰退期的过渡，引起脱发，miR-22的缺失可延迟进入衰退期，并促进从静止期到生长期的过渡。 miR-22的异常激活可导致脱发，因为抑制了一个毛发角化细胞的分化程序和角化细胞祖细胞扩张，以及促进了细胞凋亡。

　　在分子水平上，该研究表明，miR-22可直接抑制表型角蛋白基因上游的许多转录因子，包括Dlx3、Foxn1和Hoxc13。研究人员得出结论，miR-22是毛发周期一个关键的转录后调控因子，可能是毛发生长治疗性调整的一个新靶标。