脱发是一种虽不会威胁生命,但会给患者的社会生活和心理健康带来困扰和负担的常见毛发疾病。目前,治疗脱发还没有十分有效的治疗手段。基于哺乳动物的毛发生长具有周期性生长的特征,因此,毛发的再生是一个众多基因参与的稳态调控过程。本研究在制作脱毛诱导小鼠生长周期各阶段皮肤组织全基因组表达谱芯片的基础上,通过对毛发再生过程中全基因组表达变化规律分析,研究差异基因在小鼠毛发再生过程中的表达趋势,筛选参与毛发再生调控的重要功能基因,制备基因工程蛋白和抗体,并进行对毛发再生的作用和机制研究,为开发治疗脱发疾病的抗体药物提供科学依据并具有重要的研究意义和实用价值。主要研究结果如下:1、制作了脱毛诱导小鼠毛发进入生长周期各阶段皮肤组织的表达谱芯片,分析了与脱毛前（休止期）相比脱毛后各个时间点小鼠毛发生长相关基因m RNA的表达变化。根据基因的表达模式和上调或下调趋势,差异基因被分为6组:Cluster 1、Cluster 2、Cluster 3、Cluster4、Cluster 5和Cluster 6。结果发现,在Cluster 1中趋化因子CXCL4（以下简称CXCL4）在毛发生长过程中表达显著下调,后逐渐恢复,S100A3在Cluster 4中表达显著上调,后逐渐恢复,这表明CXCL4和S100A3可能参与了毛发生长的过程。同时,通过定量PCR确证了CXCL4和S100A3在毛发生长过程中的转录水平变化。2、采用CXCL4单克隆抗体（CXCL4 mab）中和CXCL4的活性来研究CXCL4 mab对小鼠毛发生长的影响,探讨其在毛发再生中的功能。应用脱毛小鼠为动物实验模型,对小鼠每周皮下注射1 mg/kg体重剂量的CXCL4 mab,以皮下注射相同剂量的大鼠Ig G为对照,结果显示,脱毛第10 d注射CXCL4 mab的小鼠皮肤已长出毛发,而对照组无明显毛发覆盖。通过组织切片发现,注射CXCL4 mab的小鼠处于毛发生长期和退行期的皮下脂肪层毛囊个数均显著多于对照组;小鼠毛发长度也显著长于对照组。还发现注射CXCL4 mab的小鼠皮肤血管分支明显多于对照组。结果表明,CXCL4 mab能加速脱毛小鼠皮肤毛囊进入生长期,促进毛发的再生,同时能够延缓毛囊的退化。3、从毛囊细胞增殖与凋亡、RNA水平和蛋白水平等方面对CXCL4 mab促进毛发生长的作用机制进行了探讨。研究结果表明CXCL4 mab在毛发生长期显著上调毛发生长相关基因的表达,如β-catenin、Lef1、Wnt10b、Ccnd2、Bmp4、Gli-2和Vcan。免疫组化分析结果表明CXCL4 mab诱导毛囊生长调控因子β-catenin和Shh蛋白的表达,同时CXCL4 mab增加了增殖相关蛋白PCNA和Bcl-2在生长期中的表达,而减少了促凋亡蛋白Bax和cleaved caspase-3在退行期中的表达。这些结果揭示了CXCL4 mab加速毛囊从休止期向生长期过渡,延缓毛囊的凋亡,延长生长期,促进毛发生长的作用机理。4、研究制备了基因工程蛋白S100A3及兔抗小鼠S100A3多克隆抗体。钙离子结合蛋白S100A3作为S100家族的成员,显示出非常窄的组织和细胞表达特异性。它高表达于毛囊细胞和一些星形细胞瘤中。由于这些细胞的高增殖率,S100A3被认为与细胞周期生长相关。本研究从小鼠皮肤中抽提RNA,克隆小鼠S100a3基因并构建原核表达载体,利用大肠杆菌大量表达小鼠S100A3蛋白,通过镍柱亲和、凝血酶酶切6×His标签、阴离子交换柱亲和色谱等方法纯化,获得高纯度S100A3蛋白。同时,以该S100A3蛋白为免疫原制备了高效价的兔抗小鼠S100A3多克隆抗体,用于在小鼠毛发再生模型中研究蛋白和抗体中和对毛发再生的影响。5、研究了兔抗小鼠S100A3多克隆抗体对小鼠毛发再生的影响,结果表明S100A3可以促进毛发的生长。S100A3的表达具有毛发周期依赖性,其大量表达于生长期的毛干中,此外,在休止期的皮脂腺中也存在少量表达。S100A3多克隆抗体中和S100A3的活性能够延缓毛发从休止期进入生长期,抑制毛干的生长。同时皮下注射S100A3多克隆抗体组的小鼠生长期处于皮下脂肪层的毛囊个数显著少于对照组。定量PCR结果还发现S100A3抗体中和显著下调毛发生长相关基因的表达。