摘要研究背景<br> 银屑病是一种慢性炎症性疾病,影响约2%的全球人口。银屑病患者最常见的皮损表现是鳞屑性红斑和斑块,患者常伴银屑病共病,如抑郁症、代谢综合征、心血管疾病等,这给患者和社会均造成巨大心理或经济负担。银屑病发病机制复杂,涉及遗传、免疫、环境等多种因素。虽然目前认为银屑病发病机制是Th17细胞发挥主导作用,树突状细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等免疫细胞参与,导致角质形成细胞过度增殖和异常分化,但越来越多的研究发现角质形成细胞在炎症的启动和维持中均产生重要作用。<br> Gasdermin E(GSDME)是 Gasdermin(GSDMs)蛋白家族中的一员,为执行细胞焦亡的关键蛋白。GSDME已经被报道在多种炎症性疾病的上皮细胞中均发挥促炎作用,如克罗恩病的肠上皮细胞、牙周炎和种植体周围炎的牙龈上皮细胞、梗阻性肾病和狼疮性肾病的肾小管上皮细胞,以及UVB辐射后的角质形成细胞。我们研究小组既往发现GSDMs蛋白家族中另外一个重要的成员GSDMD在银屑病发病机制中具有重要作用,GSDMD介导的焦亡会影响角质形成细胞的增殖,利用双硫仑抑制GSDMD介导的焦亡可以减轻小鼠银屑病样皮损。目前关于GSDME在银屑病中的研究尚缺乏,GSDME在银屑病发病机制中的作用尚不明确。<br> 研究目的<br> 本研究的主要目的是探究GSDME在银屑病皮损中的表达和激活水平,通过体内和体外实验对研究GSDME在银屑病中的功能,探索角质形成GSDME在银屑病中发挥作用的具体机制。<br> 研究方法<br> 1、收集GEO数据库中银屑病患者数据,分析患者皮损中GSDME的转录水平;收集银屑病患者皮损样本和咪喹莫特(Imiquimod,IMQ)构建的银屑病样小鼠皮损,通过Western blotting、免疫荧光等实验分析GSDME在蛋白水平的表达和活化程度。<br> 2、在GSDME敲除小鼠(Gsdme-/-,Knockout,KO)和GSDME角质形成细胞条件性敲除(Conditional knockout,cKO)小鼠构建银屑病样小鼠模型,通过H&E染色实验判断小鼠皮肤厚度的变化;通过免疫组化实验分析小鼠皮损中角质形成细胞增殖、分化的改变和中性粒细胞的浸润程度;通过qRT-PCR分析皮损中炎症介质的改变,包括 Il7a、Il23a、Tnfa、Il1b、Ccl20、Cxcl1、Cxcl2、S100a8、S100a9;通过流式细胞术脾脏中Th17细胞和Th1细胞数量的变化。<br> 3、在体外研究中,通过构建GSDME敲低的HaCaT细胞,利用M5(TNF-α、IL-17A、IL-22、IL-1α、OSM)构建银屑病微环境刺激角质形成细胞,利用Western blotting、LDH释放实验、免疫荧光实验、qRT-PCR、Co-IP等实验进一步探索GSDME在银屑病中发挥作用的具体机制。<br> 研究结果<br> 1、通过分析GEO数据库中RNA-seq数据集,发现银屑病患者皮损中GSDME的转录水平显著高于银屑病患者非皮损区和健康人皮肤。通过分析GEO数据库中单细胞测序数据集,发现GSDME在银屑病患者的角质形成细胞高表达。此外,银屑病患者皮损中GSDME的转录水平与IL-17A的转录水平以及患者PASI评分呈正相关。银屑病患者经过生物制剂治疗后,皮损中GSDME的转录水平明显下降。银屑病患者表皮中GSDME蛋白的表达和活化水平都显著高于健康人。另外在IMQ诱导的银屑病样小鼠的表皮中同样也观测到了 GSDME蛋白的表达和活化水平升高。<br> 2、Gsdme-/-小鼠和cKO小鼠在外用IMQ诱导银屑病样皮炎后,其角质形成细胞出现的异常增殖和分化均得到纠正,皮损中浸润的中性粒细胞明显减少。cKO小鼠皮损中多种炎症因子的转录水平下调,包括Il7a、Il23a、Tnfa、Il1b、Ccl20、Cxcl1、Cxcl2、S100a8、S100a9。cKO小鼠脾脏中Th1细胞和Th17细胞的比例明显下降。<br> 3、体外培养的角质形成细胞受M5刺激后,GSDME敲低可以缓解细胞的异常增殖、在转录和蛋白水平上减少多种细胞因子、趋化因子、DAMPs合成或释放。GSDME敲低可以抑制NF-κB和MAPK通路的激活。GSDME可与p65和c-jun结合,促进p65和c-jun核转位来调控下游炎症介质的合成。<br> 研究结论<br> 1、GSDME在银屑病中的表达和激活均明显升高,且转录水平与患者疾病严重程度和治疗效果显著相关。<br> 2、Gsdme-/-小鼠和cKO小鼠均对外用IMQ诱导的银屑病样皮炎敏感性显著降低。<br> 3、角质形成细胞GSDME通过与转录因子p65和c-jun结合促进其核转位,参与调控NF-κB和MAPK通路,影响下游炎症介质的合成,来参与银屑病的发病机制。
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