馮自強，孫永峰*，宋玉樸，周宇軒，張 磊，李晟毅，閆曉敏，許云鵬

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院，吉林長春 130118；2.江西省畜牧技術(shù)推廣站，江西南昌 330000）

毛囊（Hair Follicle，HF）是表皮毛發(fā)的起源地，是皮膚重要的附屬結(jié)構(gòu)之一，其結(jié)構(gòu)控制著毛發(fā)的組織結(jié)構(gòu)，決定了皮毛的品質(zhì)與產(chǎn)量。毛囊的生長發(fā)育過程受到多個信號通路的參與，彼此緊密聯(lián)系且互相制約，共同調(diào)控毛囊的形態(tài)變化[1-2]。Wnt/β-catenin 信號通路（簡稱Wnt 信號通路）是具有調(diào)節(jié)動物生長發(fā)育、平衡體內(nèi)組織、維持器官穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵信號通路[3]。Wnt/β-catenin 信號通路分為依賴β-catenin 轉(zhuǎn)導(dǎo)的經(jīng)典信號通 路（Canonical Wnt/β-catenin signaling pathway）和不依賴β-catenin 轉(zhuǎn)導(dǎo)的非經(jīng)典信號通路。Wnt/β-catenin信號通路參與創(chuàng)口愈合、癌細胞發(fā)生、毛囊形態(tài)變化等多個生理過程的調(diào)控，目前已經(jīng)成為一種基本的生長控制途徑[4]。經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin 信號分子、受體、配體、轉(zhuǎn)錄因子及其相應(yīng)靶基因的遺傳突變、基因差異表達、表達模式變化以及蛋白修飾都會影響毛囊發(fā)育及被毛形成[3-12]。Wnt/β-catenin 信號通路在毛囊生理生化過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，本文主要對毛囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理過程、Wnt/β-catenin 信號通路的構(gòu)成、Wnt/β-catenin 信號通路其對動物毛囊生長和發(fā)育的調(diào)節(jié)機制進行簡要綜述。

1 毛囊的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理過程

1.1 毛囊的形態(tài)結(jié)構(gòu) 毛囊是由多種細胞類群組成的復(fù)雜亞器官結(jié)構(gòu)，依據(jù)發(fā)生的時間早晚和結(jié)構(gòu)差異可分為初級毛囊（Primary Hair Follicle，PHF）和次級毛囊（Secondary Hair Follicle，SHF）[13-14]。初級毛囊形態(tài)發(fā)生啟動早于次級毛囊，結(jié)構(gòu)上毛球較大，毛囊長且粗，存在2 個發(fā)達的皮脂腺（Sebaceous Gland，SG），毛干通常有髓質(zhì)；次級毛囊結(jié)構(gòu)上毛球較小，毛囊短且細，有1 個不發(fā)達的皮脂腺或無，毛干沒有髓質(zhì)[15]。成熟的毛囊主要分為相對穩(wěn)定的漏斗部和峽部以及周期循環(huán)的毛囊下部。

毛囊（圖1）從內(nèi)到外依次為毛根（皮膚以內(nèi)的毛發(fā)部分）/毛干（皮膚以外的毛發(fā)部位）、毛囊內(nèi)根鞘（Inner Root Sheath，IRS）和外根鞘（Outer Root Sheath，ORS）以及結(jié)締組織，末端膨大生長成毛球部，容納毛乳頭和毛母質(zhì)[16-17]。毛根是毛發(fā)的根部，被上皮和結(jié)締組織構(gòu)成的鞘狀毛囊包圍。毛干可分內(nèi)、中、外3 層。內(nèi)層位于毛發(fā)中心，稱髓質(zhì)；中層稱皮質(zhì)，為毛發(fā)結(jié)構(gòu)的主要部分；外層稱角質(zhì)部，又叫毛表皮。IRS 從內(nèi)到外依次為鞘小皮層、赫氏層和亨氏層，從毛母質(zhì)部位逐漸伸展至皮脂腺導(dǎo)管開口處，在皮脂腺水平位置中逐漸消失，只剩下毛干的鞘小皮和毛皮質(zhì)層顯露在表皮外部[14,18]。ORS 則包裹毛根和IRS，類似于表皮的基底層和棘細胞層。毛囊干細胞（Hair Follicle Stem Cells，HFSCs）存在于ORS 形成的隆突中，具有多向分化、自我更新和體外增殖能力強和慢周期性等成體干細胞的共性[19]。毛球部主要由毛母質(zhì)細胞、毛乳頭細胞（Dermal Papilla Cells，DPCs）和黑素細胞構(gòu)成。毛母質(zhì)細胞是形成毛干、IRS 的前體細胞，具有干細胞的特性，在毛發(fā)生長過程中不間斷地進行分裂、增殖、分化，通過接收毛乳頭發(fā)出的分子信號分化成為不同類型的細胞系。DPCs 是一群由毛母質(zhì)細胞包裹著的凝集于毛囊基底部位的真皮源性間葉細胞[20-21]，具有調(diào)控毛囊周期轉(zhuǎn)換、誘導(dǎo)HFSCs 增殖分化及毛囊再生的能力。黑素細胞合成黑色素并將其轉(zhuǎn)運到毛干進行著色。

圖1 毛囊形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 毛囊發(fā)生的生理過程 毛囊形態(tài)發(fā)生開始于胚胎初期，涉及一系列中胚層-外胚層相互作用。其中，中胚層來源的真皮層間充質(zhì)細胞為毛囊發(fā)生的誘導(dǎo)者，發(fā)出初始信號；外胚層來源的表皮上皮細胞接收信號，是毛囊發(fā)生的響應(yīng)者[5,9,22]。根據(jù)毛囊形態(tài)變化可將該過程劃分為感應(yīng)誘導(dǎo)、器官發(fā)生和細胞分化3 個階段[23]。

1.2.1 感應(yīng)誘導(dǎo)階段 感應(yīng)誘導(dǎo)階段是毛囊形成的第一步，由真皮細胞發(fā)出毛囊原始發(fā)生的信號，使激活因子（Wnt/β-catenin、SHH、Noggin 等）和抑制因子（BMP、DKK 等）之間相互作用[18,22,24]，形成一種動態(tài)平衡，并誘導(dǎo)表皮基底細胞增殖形成排列有序的毛囊基板。

1.2.2 器官發(fā)生階段 毛囊基板形成后，毛囊基板在Wnt/BMP 信號相互調(diào)控下，Wnt/β-catenin 信號通路的靶基因Eda/Edar 誘導(dǎo)BMP 抑制劑和SHH 信號表達，推動毛囊發(fā)育進行，誘導(dǎo)間充質(zhì)成纖維細胞不斷增殖，促使毛囊基板下形成真皮凝聚體（Dermal Condensate）[18,25]。

1.2.3 細胞分化階段 毛囊基板細胞不斷增殖，形成毛芽，并發(fā)出誘導(dǎo)毛芽繼續(xù)向真皮層增殖分化的SHH 信號[26]，隨后真皮凝聚體發(fā)育成毛乳頭。毛乳頭釋放特異性生長信號，開始誘導(dǎo)HFSCs 分化為各類毛囊細胞。HFSCs 向下緩慢增殖包裹毛乳頭形成毛球，類似洋蔥狀結(jié)構(gòu)[27]。之后，毛乳頭附近的HFSCs 繼續(xù)增殖分化，促進毛母質(zhì)細胞增殖分化形成毛干、IRS 等結(jié)構(gòu)，最終毛囊成熟。毛囊完全發(fā)育成熟后，依次進入形態(tài)特征上差異較大的生長期（Anagen）、細胞凋亡驅(qū)使的退行期（Catagen）和相對靜止的休止期（Telogen）3 個階段[28-30]。

生長期早期毛囊類似休止期毛囊結(jié)構(gòu)，由真皮完全包裹。隨著毛囊不斷生長，逐漸形成完整的結(jié)構(gòu)，毛乳頭體積增大并上移，毛母質(zhì)細胞快速增殖，分化為毛囊IRS 和毛干，并逐漸包裹毛乳頭形成完整的毛球。毛球從真皮層進入皮下脂肪層，IRS 逐漸生長到皮脂腺開口處，毛干遠離皮膚表皮形成毛發(fā)。退行期毛囊結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列退化行為，2/3 的毛囊開始快速退化，毛球和上皮細胞凋亡速率增加以及毛囊近端體積減小，毛母質(zhì)細胞、毛干、ORS、IRS 等開始凋亡，毛乳頭向毛囊遠端移動，毛囊縮短。當退行期結(jié)束后毛囊進入休止期。休止期毛囊被真皮成纖維細胞完全包裹住，并且尚未到達皮下組織，沒有IRS 結(jié)構(gòu)。在休止期期間，隆突部下方的毛乳頭處于靜止狀態(tài)，毛囊細胞凋亡停止，不發(fā)生顯著的凋亡、增殖或分化，毛基質(zhì)消失，毛囊停止生長。每個休止期結(jié)束之后開始進入下一輪的生長期，此時DPCs 能繼續(xù)提供誘導(dǎo)信號，利用休止期駐留的干細胞為新生毛囊上皮提供燃料，開始新一輪的毛囊生長。毛囊的周期性生長表明其具有長期維持自我更新的能力[26]，不斷經(jīng)歷退化和再生，控制毛發(fā)的生長與脫落。但每個階段持續(xù)時間的長短與毛發(fā)類型、部位、物種等因素有關(guān)[18]。

2 Wnt/β-catenin 信號

2.1 Wnt 信號通路的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展 1973 年，Sharma 等[31]發(fā)現(xiàn)果蠅無翅基因wingless；1982 年，Nusse 等[32]在乳腺癌病毒誘導(dǎo)小鼠乳腺癌中克隆出原癌基因int，兩者為同源基因，因此合稱為Wnt[2]。Wnt 無論在果蠅還是在哺乳動物上都具有高度的同源性，是一條在生物進化中極為傳統(tǒng)的通路[33]。隨著研究深入，共有19 個Wnt 家族成員基因在動物中被發(fā)現(xiàn)[34-35]。

Wong 等[36]研究表明，Wnt 信號通路分為經(jīng)典信號通路和非經(jīng)典信號通路。非經(jīng)典Wnt 信號通路分為Wnt/PCP（Planar Cell Polarity Pathway，PCP）信號通路和Wnt/Ca2+信號通路[37]，與細胞極性和鈣離子信號相關(guān)。Wnt 的受體分為3 類，即受體卷曲蛋白（Frizzled，F(xiàn)z）、輔助受體低密度脂蛋白相關(guān)受體蛋白 5/6（Low-Density Lipoprotein Receptor-Related Protein-5/6，LRP5/6）和 ROR、RYk 家族。經(jīng)典和非經(jīng)典Wnts 共同使用Frizzled家族的受體，LRP5/6 結(jié)合經(jīng)典Wnt 配體，ROR1、ROR2 和RYK 則結(jié)合非經(jīng)典Wnt 配體[38]。目前對非經(jīng)典Wnt 信號通路的研究并不完善，與動物毛囊生長發(fā)育關(guān)聯(lián)性的研究較少，本文主要介紹經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路。

2.2 經(jīng)典Wnt/β-catenin 信號 經(jīng)典Wnt/β-catenin 信號通路由Wnt 蛋白、β-catenin、散亂蛋白（Dishevelled、Dvl 或Dsh）和結(jié)腸腺瘤性息肉病蛋白（Adenomatous Polyposis Coli，APC）復(fù)合物等組成[47]。β-catenin 在其中起核心作用，所以又叫Wnt/β-catenin 信號通路，β-catenin 在核內(nèi)聚集水平的改變決定著Wnt 通路的激活或抑制，調(diào)節(jié)細胞行為[11,38-40]。

2.2.1β-catenin 的結(jié)構(gòu)特征β-catenin 是1980 年發(fā)現(xiàn)的定位于胞漿的可溶性蛋白[41]，質(zhì)量為92～95 ku，其基因CTNNB1定位于染色體3P21.3-P22，由16 個外顯子組成，含781 個氨基酸，其mRNA 包含3 362 個核苷酸[42-44]。β-catenin 蛋白序列如圖2 所示。β-catenin蛋白的多肽鏈包含3 個發(fā)揮不同功能的結(jié)構(gòu)域：含有150 個氨基酸的N 端、含有100 個氨基酸的C 端以及含有550 個氨基酸的中間重復(fù)區(qū)（ARM 區(qū)域）[45]。N 端含有多個保守的絲氨酸、蘇氨酸殘基，可被糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase -3β，GSK-3β）和酪蛋白激酶1（casein Kinase 1，CK1）磷酸化[46-47]，磷酸化的β-catenin 可被β-catenin 重復(fù)相容蛋白（β-trans-ducin repeats-containing proteins，β-Trcp）識別并泛素化，最終被迅速降解。C 端呈較強的酸性，含有Tcf 家族轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點，是下游靶基因激活轉(zhuǎn)錄不可缺少的結(jié)構(gòu)。ARM 區(qū)域是β-catenin 最保守的區(qū)域，由42 個氨基酸殘基的12～14 個ARM 重復(fù)序列構(gòu)成，每個ARM 序列相互作用形成超螺旋結(jié)構(gòu)，大多數(shù)正電荷分布在超螺旋結(jié)構(gòu)的凹陷中，使β-catenin 與多種Wnt/β-catenin 信號通路配體蛋白結(jié)合，共同參與Wnt 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[41-43,48]。

圖2 β-catenin 蛋白序列示意圖

2.2.2β-catenin 的功能β-catenin 是一種雙功能胞內(nèi)糖蛋白，是發(fā)揮Wnt 蛋白功能的主要載體，參與胚胎形成及個體發(fā)育等多個生物學過程[7]。β-catenin 不僅是上皮細胞間的黏附分子（膜骨架蛋白功能），還是Wnt/β-catenin 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中重要的組成部分（信號分子功能），是控制細胞命運的重要調(diào)控因子[49-51]。

β-catenin 在動物細胞內(nèi)有2 種不同的存在形式：其一，細胞中大部分β-catenin 與α-catenin 及跨膜蛋白E-鈣粘素（E-cadherin）形成復(fù)合物，以β-catenin 與E-cadherin 細胞內(nèi)膜處連接，通過α-catenin 黏附在肌動蛋白構(gòu)成的細胞骨架上，形成細胞間穩(wěn)定的連接，對于發(fā)育過程細胞穩(wěn)定和遷移有著重要意義[45,52-53]；其二，少量β-catenin 游離在胞漿或在細胞核內(nèi)存在，是Wnt途徑的主要因子。

2.3 經(jīng)典Wnt/β-catenin 功能途徑β-catenin 的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能主要通過Wnt 配體觸發(fā)（圖3）。

圖3 Wnt/β-catenin 信號通路

2.3.1 激活Wnt 信號 當細胞內(nèi)存在Wnt 配體時，Wnt/β-catenin 信號通路被激活，Wnt 配體與Frizzled和LRP5/6 共受體結(jié)合，形成復(fù)合體之后，激活Dsh，阻止細胞內(nèi)APC、GSK-3β、核心蛋白軸蛋白（Axis inhibition，Axin）及β-catenin 組成的復(fù)合體激酶磷酸化β-catenin[46]，引起β-catenin 降解途徑被抑制。之后細胞質(zhì)內(nèi)β-catenin 堆積并移位入核，與細胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄輔因子淋巴增強因子（Lymphoid Enhancer Factor，LEF）/T 細胞因子（T-Cell Factor，TCF）轉(zhuǎn)錄家族結(jié)合形成復(fù)合物并引起構(gòu)象改變，激活下游靶基因轉(zhuǎn)錄，傳遞生長刺激信號，對細胞的生物學效應(yīng)進行調(diào)節(jié)[18,34]。

2.3.2 缺少Wnt 信號 當細胞內(nèi)無Wnt 配體，缺少Wnt信號刺激時，由Axin 介導(dǎo)，APC、CK1 和GSK-3β構(gòu)成的蛋白降解復(fù)合物與細胞質(zhì)內(nèi)游離的β-catenin 結(jié)合[12]。細胞質(zhì)中β-catenin 的氨基酸N 端區(qū)域依次被CK1 和GSK-3β磷酸化。磷酸化后的β-catenin 被結(jié)合體中存在的E3 泛素連接酶（Ubiquitin lig-ase，E3）上的β-Trcp識別并泛素化，使其發(fā)生靶向持續(xù)降解。因此，細胞質(zhì)內(nèi)游離β-catenin 含量水平持續(xù)顯著降低，無法移位入核。在細胞核內(nèi)的LEF/TCF 復(fù)合體與轉(zhuǎn)錄抑制因子TLE（Transdu-cin-like enhancer）結(jié)加強合，導(dǎo)致Wnt靶基因轉(zhuǎn)錄活性顯著降低，無法激活[9,11]。

在這一系列調(diào)控過程中，Wnt 蛋白、Dsh 等是該通路的正反饋調(diào)節(jié)因子，促進靶基因轉(zhuǎn)錄；而APC、GSK-3β等是負反饋調(diào)節(jié)因子，阻遏靶基因轉(zhuǎn)錄。其實質(zhì)是細胞內(nèi)β-catenin 水平、位置以及功能的變化，改變下游靶基因表達，刺激或抑制細胞的增殖。

3 Wnt/β-catenin 信號通路對毛囊發(fā)育的調(diào)控作用

研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin 信號通路在胚胎生長發(fā)育和腫瘤細胞發(fā)生及形成等方面具有多種生物學功能[54-55]。隨著基因敲除、基因定位突變等基因技術(shù)的成熟，Wnt 通路被證實對毛囊生長過程有著重要的調(diào)節(jié)作用，與毛囊正常生理活動有密切聯(lián)系，是一個關(guān)鍵的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。Wnt 信號是毛囊發(fā)育的第一信號，廣泛參與毛囊形態(tài)發(fā)生的各個時期，特別是在胚胎初期毛囊中調(diào)控細胞遷移、增殖、凋亡、再生、更新方面發(fā)揮關(guān)鍵性的作用[56]。越來越多的證據(jù)表明，Wnt 通路及其下游效應(yīng)因子β-catenin在不同階段的毛囊生理過程有著高度的動態(tài)調(diào)節(jié)作用，在毛囊基板發(fā)生、毛乳頭功能、毛囊周期性及HFSCs增殖分化等生理過程發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)控作用[8,21,55-56]。

3.1 Wnt/β-catenin 信號通路調(diào)控毛囊基板形成 Wnt/β-catenin 信號通路與毛發(fā)發(fā)生有密切的聯(lián)系，對毛囊整個形態(tài)變化過程都很重要，尤其在毛囊發(fā)生發(fā)育的初級階段發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用[22,57-60]。已知廣泛的真皮Wnt信號激活傳導(dǎo)對于模式化誘導(dǎo)毛囊基板是必需的，是啟動毛囊誘導(dǎo)程序的初始發(fā)育信號。研究發(fā)現(xiàn)，β-catenin在胚胎發(fā)育過程中促進毛囊基板的初始形成，在即將形成基板的上皮中明顯上調(diào)[61]，是成熟皮膚干細胞分化所必需的，同時與毛乳頭生長和毛囊周期循環(huán)也有著密切的關(guān)系[62-63]。上調(diào)Wnt 抑制因子Dkk1 會導(dǎo)致基板的標記基因表達模式丟失，影響初始毛囊基板生長，阻礙毛囊形成[62,64]。敲除毛乳頭中Wnt/β-catenin 信號關(guān)鍵介導(dǎo)蛋白β-catenin 后，毛發(fā)明顯變短、變薄，形態(tài)改變，基質(zhì)細胞增殖率降低，毛乳頭中基因表達模式改變，影響毛囊生長[17]。而高表達的Wnt/β-catenin 信號能促進毛囊基板的形成[62,64]，并在毛囊形態(tài)發(fā)生和再分化過程起調(diào)控作用[61]。

以上研究表明，Wnt 信號對于毛囊基板誘導(dǎo)是必需的，在毛囊基質(zhì)細胞的增殖、基板初始形成以及基板的發(fā)育中都是必要條件。對于后續(xù)發(fā)揮毛囊基底部的毛乳頭功能更有深遠的意義。

3.2 Wnt/β-catenin 信號通路調(diào)控毛乳頭功能 位于毛囊基底部向內(nèi)凹陷的毛乳頭是一種特殊的間充質(zhì)成分，具有誘導(dǎo)毛囊形態(tài)發(fā)生、調(diào)節(jié)毛囊發(fā)育及周期循環(huán)和協(xié)調(diào)毛發(fā)生長的功能。研究發(fā)現(xiàn)，DPCs 具有較強的干細胞特性，是多種干細胞的儲存庫，在毛發(fā)生長過程中指導(dǎo)基質(zhì)祖細胞分化，在毛發(fā)周期的再生過程中引導(dǎo)干細胞膨脹[14,45]。其多能性標記物包括Oct-4、Nanog、Sox2、ZEB1、Snail、CD133、In-tegrin-β1 及ALDHA1，同時有ALP、β-catenin、Versican、NCAM、Lef-1 等與毛囊誘導(dǎo)能力相關(guān)的特異性標記物，在特定條件下可向多種細胞分化[9,14,45]。

在毛囊形態(tài)發(fā)生過程中，Wnt 信號能特異性調(diào)控皮膚凝結(jié)物和早期DP 功能，是誘導(dǎo)DC 和毛囊DP 的前體細胞團是必不可少的[65]。在發(fā)育完全的毛囊DP 中，β-catenin 基因失活會導(dǎo)致產(chǎn)生發(fā)干的祖細胞及其后代的增殖顯著降低，以及毛囊過早進入退行期并阻止再生[17]。在Kaushal[66]研究發(fā)現(xiàn)，通過他莫昔芬（4-OHT）激活生長期和休止期毛囊中的β-catenin 后，DPCs 總數(shù)顯著增加。而在Wu 等[40]研究中，用XAV-939 抑制Wnt/β-Catenin 信號后，DPCs 的基礎(chǔ)增殖降低。B 淋巴細胞誘導(dǎo)成熟蛋白1（Blimp1）是一種轉(zhuǎn)錄抑制因子，是毛乳頭誘導(dǎo)信號通路（包括TGF-β和Wnt/β-catenin）關(guān)鍵的靶點和介體，可調(diào)節(jié)包括皮膚在內(nèi)的多種組織中的細胞生長和分化。研究發(fā)現(xiàn)，表皮的β-catenin 過表達后，能夠覆蓋Blimp1 突變小鼠的毛囊缺陷，加強毛乳頭和相鄰毛囊上皮細胞之間的密切關(guān)系[67]。

大量證據(jù)表明，毛乳頭中的β-catenin 信號促進DPCs增殖，進而對毛囊的穩(wěn)態(tài)有著深遠影響。此外，毛乳頭能分泌類胰島生長因子（Nsulin-like Growth Factor，IC1F）、VEGF（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）、AKP（Alkaline Phosphatase，AKP）、FGF5（Fibroblast Growth Factor 5，F(xiàn)GF5）、BMP4（Bone Morphogenetic Protein 4，BMP4）等多種生長因子及信號分子[14]，通過自分泌和旁分泌方式來共同參與對毛囊周期性變化各個階段的調(diào)控，介導(dǎo)毛囊真皮部分與表皮部分的信號交互[68]，調(diào)控毛囊生長，刺激HFSCs 的增殖分化，與HFSCs 之間進行雙向信息交流和相互誘導(dǎo)，加快毛囊的形成。

3.3 Wnt/β-catenin 信號通路調(diào)控毛囊干細胞增殖和分化 起源于早期表皮祖細胞的HFSCs，位于毛囊上段隆突部中部和皮脂腺導(dǎo)管開口下方的細胞群體，周圍富含血管和神經(jīng)，是立毛肌的附著處，并與ORS 相連接。同時在頂端提供快速分裂的細胞，使毛囊進一步向下生長，參與表皮和皮脂腺的形成，也是毛囊細胞的來源。標記HFSCs 后，發(fā)現(xiàn)其可以多向分化成所有種類的毛囊細胞類型，在一輪循環(huán)后的休止期，仍然存在于隆突部區(qū)域。表明HFSCs 可以主導(dǎo)毛囊周期性并分化為毛囊器官，具有多能性，并能夠長期性維持自我更新的能力[18]。研究發(fā)現(xiàn)，HFSCs 中β-catenin 過表達可增強HFSCs 的增殖能力，反之β-catenin基因特異性沉默后HFSCs 增殖能力明顯降低，提示β-catenin 在HFSCs 增殖中發(fā)揮重要作用[54]。毛囊調(diào)控的基因網(wǎng)絡(luò)研究表明，Wnt/β-catenin 信號通路廣泛參與HFSCs 增殖和多向分化的各個過程[14]，決定HFSCs 命運。小鼠毛囊中β-catenin缺失，導(dǎo)致HFSCs 無法適應(yīng)毛發(fā)角質(zhì)形成細胞的命運，而是分化成表皮角質(zhì)形成細胞，影響毛囊生長[62]。

Lef1 是Lef/Tcf 家族成員之一，是HFSCs 的分化以及毛囊IRS 形成所必需的轉(zhuǎn)錄因子[69]。細胞內(nèi)Wnt/β-catenin 信號通路被激活后，游離β-catenin 堆積并移位入核，競爭性的與細胞核內(nèi)的LEF/TCF 轉(zhuǎn)錄家族結(jié)合形成復(fù)合物，激活下游靶基因活性[70]。只有當Wnt/β-catenin 信號存在時，Lef1 才能促進HFSCs 分化為組成毛囊的各類細胞，可見Wnt/β-catenin 信號通路調(diào)節(jié)HFSCs 的生物學效應(yīng)。

以上研究表明，Wnt/β-catenin 信號通路在調(diào)控HFSCs 增殖、控制分化命運以及相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄具有至關(guān)重要的作用，并對毛囊周期循環(huán)有重要意義。

3.4 Wnt/β-catenin 信號通路調(diào)控毛囊周期循環(huán) HFSCs的增殖分化是毛囊進入生長期的重要條件。在HFSCs增殖分化作用下，促進毛母質(zhì)細胞形成毛干、IRS 等毛囊結(jié)構(gòu)，毛囊完全發(fā)育成熟，呈現(xiàn)周期性循環(huán)生長。研究表明，β-catenin 的表達規(guī)律與毛囊發(fā)育的周期具有相關(guān)性，主要表現(xiàn)在毛囊發(fā)育初期和成熟的毛囊中，β-catenin 在啟動毛囊發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用，是毛囊毛發(fā)周期循環(huán)過程中必須的調(diào)控因子[34,45]。毛囊在第1 個循環(huán)生長周期過程中，過表達Wnt 途徑會生成更多的毛發(fā)，也會因為β-catenin 缺失導(dǎo)致毛囊消失[34]。在正常毛囊生長期中，β-catenin 呈強表達，特別在毛囊毛母質(zhì)細胞和毛乳頭中，這與正常毛囊結(jié)構(gòu)生長期生理變化相對應(yīng)。DDK4 是Wnt/β-catenin 信號通路抑制因子，在毛囊成熟進入周期循環(huán)之后，表達量下降，在生長期表達較弱，在退行期表達升高。從β-catenin 和DKK4 的表達可以看出，β-catenin 在毛囊生長期發(fā)育以及對毛囊周期都是必不可少的。在敲除毛乳頭中的β-catenin 后，Wnt 通路傳遞受阻，使毛囊過早從生長期進入退行期，并且在退行期結(jié)束后毛囊周期也將停止，擾亂正常的毛囊周期循環(huán)過程[71]。當毛囊正常處于休止期時，β-catenin可以促使毛囊從休止期進入第2 輪生長期，激活并維持HFSCs 的增殖作用[17]。在休止期后期，Wnt 信號逐漸上調(diào)，傳導(dǎo)毛發(fā)生長所必需的促有絲分裂信號，促使毛囊由休止期向生長期過渡，啟動毛囊周期循環(huán)。

可見，Wnt/β-catenin 信號通路能夠調(diào)控毛囊的周期性生長、促使毛囊周期的穩(wěn)定，促進毛囊進入新的循環(huán)，以及在這個過程中毛囊的再生和自我更新，這些對于維持毛囊周期性穩(wěn)態(tài)有非常重要的作用。

這些研究確立了Wnt/β-catenin 信號通路在毛發(fā)毛囊生長中的關(guān)鍵作用，揭示了毛發(fā)周期性循環(huán)更新中Wnt/β-catenin 信號通路在控制與協(xié)調(diào)毛囊發(fā)育和結(jié)構(gòu)之間相互作用的重要功能，是毛囊發(fā)育必不可少的通路。

4 展 望

盡管關(guān)于Wnt/β-catenin 信號通路在調(diào)節(jié)毛囊發(fā)育的作用已經(jīng)有較多研究，但很多問題仍是Wnt 信號領(lǐng)域研究者亟待解決的任務(wù)。如Wnt/β-catenin 信號通路在調(diào)節(jié)不同物種間毛囊作用的差異并沒有完全細致歸納和劃分。關(guān)于很多非模式動物的研究十分匱乏，只停留在一個較低水平。此外，Wnt/β-catenin 信號通路上不同的Wnt 配體、受體以及抑制因子在不同毛囊類型、周期階段、細胞環(huán)境和所處組織中的不同作用尚未完全研究。非經(jīng)典Wnt 信號通路對毛囊發(fā)育的研究較少，轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)的許多不同方面仍有待證實，需更好地解釋與其他途徑的串擾，并充分表達其背后的分子反應(yīng)。未來研究方向應(yīng)更多地關(guān)注Wnt/β-catenin 信號通路在不同物種毛囊胚胎期中的啟動和毛囊周期循環(huán)內(nèi)的表達，多條信號通路與Wnt/β-catenin 信號通路之間的交互作用，探究新的研究方式，完善Wnt/β-catenin 信號通路在調(diào)節(jié)毛囊發(fā)育的作用的研究。