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在组织器官(如牙齿、肠、羽毛等)的发育和再生过程中，上皮细胞和间质细胞的相互作用具有极为重要的意义。研究表明，位于毛囊底部的特殊间质成分——毛乳头在毛囊的形态学发生和成年毛囊的周期性生长调控中起主导作用。毛乳头细胞作为毛囊的主要间质成分，在毛囊研究中具有相当重要的地位。在胚胎发育过程中，毛乳头细胞来源于位于表皮基板下方的一群凝集性生长的真皮间质细胞。我们已经能成功地从鼠触须、鼠体被毛、羊和人皮肤等分离培养毛乳头细胞，培养的毛乳头细胞在形态上类似于真皮成纤维细胞，但一般均表现为凝集性生长方式，在培养皿中形成相互重叠的细胞团，而周围则形成空隙；真皮成纤维细胞则表现为平铺式的融合性生长。在培养情况下，毛乳头细胞的凝集性生长特性将随着细胞传代次数的增多而逐步丧失，一般情况下，第6代以后细胞不再表现凝集性生长。凝集性生长是毛乳头细胞的重要生物学特性之一，凝集性生长与毛乳头细胞的功能和分化状态有关。但是毛乳头细胞凝集性生长的分子机制不明，同时凝集性生长毛乳头细胞的特异性基因表达在毛囊发育和毛囊周期性生长调控中的作用也少有研究。毛乳头是一个可诱导的结构，它能发送或接受信号，从而影响毛囊的发育和周期性生长。最近研究发现了许多在毛囊形态学发生和周期性生长中起作用的信号分子，如成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factors, FGFs)、骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs)、神经营养因子、血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor , PDGF)等。这些信号分子大多来源于毛囊上皮细胞，它们构成了一个复杂的网络，尚不能确定其中具有关键作用的因子。研究这些因子可能难以从根本上阐明毛囊发育和周期性生长的具体机制，但是我们对于毛乳头细胞自身靶基因在其凝集性生长和毛囊周期性生长调控中的作用知之甚少，因此有人提出，毛乳头细胞自身特异性基因表达的生物学意义将是今后毛囊研究的重要内容。鉴于以上认识，我们认为研究毛乳头细胞凝集性生长状态下特异性基因的表达有助于阐明毛乳头细胞凝集性生长、毛囊发育及周期性生长调控的分子机制。因此，通过比<WP=11>较凝集性生长状态下毛乳头细胞基因表达和传代培养后失去凝集性生长特性的毛乳头细胞基因表达的差异，应用抑制性消差杂交技术，我们最近成功地建立了凝集性生长的人毛乳头细胞差异表达基因cDNA文库。从该cDNA文库中，我们筛选到造血干细胞(HSPC, hematopoietic stem/progenitor cell)相关基因HSPC011和HSPC016，二者均为上调表达基因。HSPC011和HSPC016基因最初在人造血干细胞发现，但其生物学功能不明。有研究表明，毛乳头细胞也具有干细胞样特性，因此我们认为研究HSPC011和HSPC016基因在毛乳头细胞表达的生物学意义是一项非常有意义的工作。在本研究中，我们首先从人头皮毛囊分离培养成人和胎儿毛乳头细胞，这些细胞具有周期性凝集性生长特性，而且这种特性随着传代次数的增多而逐步丧失。凝集性生长作为毛乳头细胞的固有特性与其生物学功能密切相关。然后我们应用原位杂交技术证实了HSPC011和HSPC016基因在凝集性生长的成人毛乳头细胞和胎儿毛乳头细胞均表达，而二者在传代后失去凝集性生长特性的人毛乳头细胞和人真皮成纤维细胞均不表达，这些结果表明HSPC011和HSPC016为凝集性生长毛乳头细胞的特异性表达基因，其表达可能与毛乳头细胞的凝集性生长等生物学特性有关。应用RT-PCR技术，我们从凝集性生长的人毛乳头细胞RNA中扩增到分子量约为430bp的HSPC011基因开放阅读框cDNA序列，并构建了其真核表达重组质粒pCI-neo/HSPC011，通过酶切分析和测序鉴定，RT-PCR所克隆的cDNA与GenBank中相应HSPC011基因序列完全吻合。这些研究结果进一步证明了HSPC011基因在凝集性生长的人毛乳头细胞特异性表达，其表达可能与毛乳头细胞的凝集性生长、毛囊生长周期的调控等生物学功能有关。而RT-PCR不能对HSPC016基因进行克隆，HSPC016基因开放阅读框cDNA序列(约200bp)的克隆使用了基因合成技术，所合成的cDNA在真核表达载体pcDNA3.1(+)进行定向克隆，酶切分析和测序鉴定表明所克隆的cDNA与GenBank中相应HSPC016基因序列完全吻合。为了研究HSPC011和HSPC016基因对毛乳头细胞生长特性的影响，我们应用了德国Amaxa公司的NucleofectorTM技术进行基因转染。在该研究中，我们使用重组质粒pCI-neo/HSPC011和pcDNA3.1(+)/HSPC016分别转染人毛乳头细胞和3T3成纤维细胞；绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)质粒pEGFP-N1作为基因转染的阳性对照，通过GFP的表达来确定基因转染效率；以空质粒pCI-neo和pcDNA3.1(+)分别作为基因转染的阴性对照。研究发现pEGFP-N1转染后，GFP在人毛乳头细胞和3T3成纤维细胞的表达效率分别为30%和70%；阳性对照(pEGFP-N1)和阴性对照(pCI-neo和pcDNA3.1(+))转染后，对毛乳头细胞和3T3细胞的生长特性无影响。重组质粒pCI-neo/HSPC011转染人毛乳头细胞后，HSPC011基因的表达导致毛乳头细胞幼稚化，产生类似于3T3细胞的形态学<WP=12>变化，但毛乳头细胞的凝集性生长特性维持不变。pCI-neo/HSPC011