李鵬宇,賈克榮
(內蒙古大學,內蒙古 呼和浩特 010000)
Tβ4關于促進毛發生長的研究進展
李鵬宇,賈克榮
(內蒙古大學,內蒙古 呼和浩特 010000)
胸腺素β4(thymosin beta4,Tβ4)是一個由43個氨基酸殘基組成的多肽,廣泛分布于各種組織和多種有核細胞中,具有多種生物活性,盡管它的潛在機制仍不明確,但與促進毛發生長有著密切關系。本文就Tβ4在毛發生長中的研究進展進行綜述。
胸腺素β4;毛發生長;毛囊
胸腺素最早是從胎牛胸腺蛋白提取液中發現,是胸腺產生的一種淋巴生長因子。胸腺素有多個家族,按等電點可以分為α,β,γ家族。其中等電點5.1的為Tβ4。Tβ4廣泛存在于各個組織器官中,在肌細胞,成纖維細胞中也均有表達。同時Tβ4對血管生成和細胞遷移,腫瘤的生長和轉移,心肌修復,角膜創傷愈合,促進蛋白酶的表達都密切相關。而本文則介紹Tβ4的另一種功能促進毛發生長。
Philp在探究Tβ4促進傷口愈合時發現,傷口周邊毛發生長迅速,并且使用了Tβ4的小鼠在生長期毛囊數量上是未使用小鼠的2倍[1]。后來又有研究表明Tβ4過表達小鼠比全敲小鼠毛發生長更快,毛干數量更多,毛囊更聚集[2]。所以可以確定局部使用或內源性增加Tβ4可以促進毛發的生長。
3.1 Tβ4誘導基質金屬酶的產生促進細胞遷移
在毛囊的生長和發育過程中,基質金屬蛋白酶2(MMP-2)在酶解,重塑細胞外基質調節毛囊周期中起到關鍵作用。Tβ4過表達小鼠與全敲小鼠相比,MMP-2會增加[3]?;啄な洽粜湍z原和層粘連蛋白組成的致密網狀結構,而MMP-2是它們主要的降解酶,可以促進細胞遷移。所以Tβ4可以促進MMP-2的表達,加快毛囊角化細胞遷移和分化來促進毛發生長。
3.2 Tβ4通過增加血管內皮因子調節血管生成
血管內皮生長因子(VEGF)在毛發生長中起重要作用。與野生型相比,VEGF的過表達小鼠毛囊直徑明顯增大,毛干厚度和毛囊周圍的血管尺寸也明顯增加[3]。Tβ4過表達小鼠中VEGF也增加,敲除小鼠則相反,揭示了VEGF的表達與Tβ4相關聯,Tβ4為VEGF的上游調控基因[2]。所以在毛發生長周期中,Tβ4通過VEGF來誘導毛囊周圍血管生成,以促進毛發生長和毛囊發育,調節毛干尺寸和數量。
3.3 Tβ4促進毛囊干細胞分化,遷移
毛囊干細胞位于毛囊外根鞘的隆突部 ,具有多向分化,遷移的能力,可以分化遷移形成毛囊。philp實驗顯示在靜止期,Tβ4位于隆突部少量細胞中,在生長期早期檢測到Tβ4在毛囊下部遷移細胞中表達,在生長期晚期Tβ4存在于外根鞘基質周圍的許多細胞中[1],說明毛球區細胞可能源于隆起區。而干細胞從毛囊的隆起區向下遷移分化有助于毛囊下部循環部分再生長。提示我們Tβ4可以促進毛囊干細胞及其子代細胞的遷移,分化,使毛囊活化促進毛發生長。
3.4 Tβ4促進毛發生長的信號通路
Wnt通路是主要的信號通路,其中β-catenin和LEF-1在毛囊周期中也呈周期變化與毛囊發育有關。研究表明在Tβ4過表達小鼠中檢測到了β-catenin,LEF-1的增加,以及MAPK通路中P38,p-P38,ERK和AKT,P-AKT的增加[3]。β-catenin為LEF-1的上游基因,所以可能為細胞受到了Tβ4的刺激釋放Wnt蛋白,促進了VEGF和MMP-2的表達,減少對β-catenin的降解使之含量升高轉入核中,β-catenin與LEF-1結合形成轉錄因子激活靶基因c-myc,cyclinD1的轉錄,促進毛囊的定向分化。同時也可能在毛囊靜止期時β-catenin被GSK-3β降解,而Wnt信號激活了LiCl抑制了這種降解,使β-catenin含量升高激活下游MAPK通路中p38和ERK及PI3K通路中AKT蛋白的表達及其磷酸化誘導毛囊干細胞分化[4]。
3.5 Tβ4通過基底膜成分控制毛發生長
層粘連蛋白5(LM-5)和纖連蛋白(FN)是胞外基底膜的重要成分。LM-5和FN都隨毛囊周期而變化。有資料顯示,Tβ4可以促進LM-5和FN的表達[5]。由此推斷,Tβ4可以通過促進這兩種蛋白來間接調控毛發生長。
近年來,有許多關于Tβ4的研究,目前對于Tβ4的使用仍有許多顧慮,一方面Tβ4提取工藝復雜且成本較高,多為化學合成產品,難以實現大規模生產。另一方面雖無資料表明Tβ4直接誘發腫瘤,但其會促進腫瘤的生長和轉移,使用風險較高。目前已有實驗室準備將Tβ4利用基因重組表達制成生物反應器,建立高效安全的藥物生產系統。
[1] Philp D,St-Surin S,Cha H J,et al.Thymosin beta 4 induces hair growth via stem cell migration and differentiation.[J].Annals of the New York Academy of Sciences,2007,1112(1):95–103.
[2] Gao X,Liang H,Hou F,et al.Thymosin Beta-4 Induces Mouse Hair Growth.[J].Plos One,2015,10(6):e0130040.
[3] 高笑宇.胸腺素β4對小鼠毛發生長的影響及其作用機制[D].內蒙古大學,2015.
[4] 王海東,楊 磊,王 祎,等.小鼠出生后背部毛囊發育與Lef-1表達的研究[J].畜牧獸醫學報, 2012,43(3):382-387.
[5] 楊 穎.胸腺素β4對毛囊重建的作用研究[D]. 京協和醫學院中國醫學科學院, 北京協和醫學院, 中國醫學科學院,2016.
本文編輯:趙小龍
R986
A
ISSN.2095-8242.2017.22.4351.02