Cyr61调控角质素表达介导银屑病表皮增生

1、Cyr61 调控角质素表达介导银屑病表皮增生银屑病是一种由免疫介导的以鳞屑性皮损为主要特征的慢性炎症性皮肤疾病 , 主要的发病机制是角质形成细胞 (Keratinocytes,KC) 过度活化而引起的表皮过度增生及炎症细胞的浸润导致的局部炎症。其中 ,KC 的过度活化与角质素(Keratin,K)的表达密切相关。根据对 KC生物学特性的影响 , 角质素可以分为三类 : 第一类为增殖型角质素 ,如 K5、 K14,主要表达在基底层细胞中 ; 第二类为分化型角质素 , 如 K1、K10, 这些角质素表达上调时介导 KC分化并向表皮角质层移行 ; 第三类为活化型角质素 , 如K6、K16及 K17,

2、 它们只表达于损伤或受刺激的KC中。角质素的表达受炎症因子及生长因子等调控。在银屑病中 ,IL-1 、TNF- 等炎症因子表达增加 , 并介导活化型角质素表达上调 , 使角质形成细胞进入过度增生的状态 , 由此导致银屑病的特殊的病理表现。 因此 , 抑制炎症因子表达是下调表皮细胞过度增生、缓解银屑病的主要治疗手段。富含半胱氨酸蛋白61(Cysteine-rich angiogenic inducer 61,Cyr61)是一种分泌型基质蛋白 , 我们的前期研究结果表明Cyr61 作为一种新的促炎症因子,能够通过促进滑膜成纤维细胞产生IL-6 、IL-8 等炎症因子表达而加剧类风关局部炎症及滑膜增

3、生。在与银屑病发病的相关性研究中, 我们发现 Cyr61 在银屑病病人皮肤损伤组织中高表达, 并且 Cyr61 能够通过上调角质素6(Keratin 6,K6)的表达来调控 KC的过度活化。但是 ,Cyr61 调控 K6表达是否还有其他信号途径、以及 Cyr61 是否能调控除K6 外的其它角质素尚不清楚。而这些问题的研究 , 对于明确 Cyr61 作为新的促炎因子的致病机制以及作为治疗相关疾病的潜在靶点具有重要的科学意义和应用价值。在本论文中 , 我们首先检测了银屑病病人皮损部位及IL-23/ 咪喹莫特(Imiquimod,IMQ) 诱导的银屑病样小鼠模型中,Cyr61 及角质素的表达格局并分

4、析了它们间的相关性。结果发现Cyr61 的表达与活化型角质素K6 及 K16 的表达呈显著的正相关性 , 而 Cyr61 与增殖型角质素 K5、 K14 及分化型角质素K1、K10的表达呈一定的负相关性。随后 , 我们在体外培养的 KC细胞中研究 Cyr61 对上述三类角质素的调控作用。结果发现 , 外加 Cyr61 蛋白能够直接促进活化型角质素K6 表达 , 并抑制增殖型角质素 K5 及 K14 表达 ; 而干扰 Cyr61 在 KC中的内源性表达能够抑制K6 表达 , 并促进 K5、 K14 及分化型角质素 K1、K10 的表达。这些结果表明 Cyr61 的确能够上调 K6 表达 , 具有

5、加剧 KC活化的作用。已有报道表明 ,KC 活化主要受 IL-1 的驱动 :IL-1能够上调活化型角质素K6 及 K16 的表达 , 使 KC离开分化周期而进入活化状态, 继而在 TNF- 等因子的共同介导下 ,维持并加剧 KC的活化状态 , 由此导致银屑病的发生。我们在类风湿性关节炎的研究中发现:Cyr61 能够促进滑膜细胞合成IL-1 前体蛋白 , 并在外源性 ATP的协助下 , 上调成熟 IL-1 的表达。因此 , 我们也探讨了 Cyr61 在 KC中对于 IL-1 的调控作用。体外研究发现 ,Cyr61 通过能够通过结合KC表面的整合素受体 61, 启动下游 p38 MAPK信号途径

6、, 使 p38 的磷酸化增加 , 促进 p38 的核转移 , 从而上调 IL-1 mRNA表达及蛋白的分泌。提示 Cyr61 即可以直接上调 K6 的表达 , 同时还能通过上调 IL-1 分泌来间接促进 K16的表达。进而 , 我们在 IL-23/IMQ 诱导的银屑病样皮损中, 采用携带有 shRNA的慢病毒或特异性单克隆抗体来阻断Cyr61 表达 , 分析其对表皮增生及角质素的调节作用。我们发现干扰 Cyr61 表达能够有效地下调活化型角质素K6 及 K16 的表达从而抑制 KC活化 , 缓解表皮增生。因此 , 本研究利用银屑病病人及IL-23/IMQ 诱导的银屑病样小鼠模型, 在体内和体外实验中全面分析了Cyr61 介导角质素表达的新机制, 证实了 Cyr61 一方面能够直接调控角质素K6表达而加剧 KC过度活化 ; 另一方面 ,Cyr61 还能通过上调炎症因子 IL-1 , 间接上调 K16表达从而参与银屑病的表皮增生及炎性微环境