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背景银屑病(psoriasis)是一种常见的,易反复发作的慢性炎症性疾病,发病率约为1-3%。银屑病确切的病因和发病机理尚未完全阐明,给患者的身心健康和生活质量带来很大的负担,迫切需要研究其发病机制并寻找可能的治疗靶点。银屑病发病机制非常复杂,免疫学紊乱则被认为是其发病进程的主要驱动因素。其中辅助性T细胞Th1和Th17已被证实是银屑病免疫学紊乱的核心内容;而近年来,固有免疫的重要成员中性粒细胞在银屑病中发挥的作用也日益受到重视。而在表皮中主要的细胞成分角质形成细胞也在疾病发展中不可或缺;过度活化的角质形成细胞(keratinocytes,KC)与免疫细胞之间存在着复杂的相互作用,进而促成皮损局部异常免疫微环境的形成及维持,导致病情反复和迁延,因此日益受到重视。外泌体(exosomes)是活细胞主动向胞外分泌的纳米级囊泡样小体(30-150 nm),在细胞间可以转运蛋白质、核酸如micro RNA和脂质等生命活性物质,在免疫调节及炎症反应等许多生理和病理过程中有重要的功能。在炎症性疾病尤其是自身免疫性疾病中,外泌体起到了调控免疫应答、免疫细胞分化及炎症因子表达等作用,在炎症发生发展和疾病进程中发挥了重要的作用。然而在银屑病这个系统性的慢性炎症性疾病中,角质形成细胞分泌的外泌体如何参与免疫细胞的调控及其内在的分子机制仍不清楚。目的1.明确在正常状态下及银屑病环境中角质形成细胞分泌外泌体的能力及特点;2.探究角质形成细胞分泌的外泌体对银屑病免疫紊乱的形成和维持中的作用;3.揭示角质形成细胞分泌的外泌体参与银屑病免疫紊乱的机制。方法1.利用超高速离心的方法提取角质形成细胞的外泌体,并通过透射电子显微镜、纳米颗粒追踪分析和Western blot的方法对其形态和表面标志物进行检测和鉴定。2.利用银屑病样角质形成细胞来源的外泌体分别刺激中性粒细胞和CD4+T细胞,观察角质形成细胞外泌体对二者可能的作用。并利用咪喹莫特诱导的小鼠银屑病模型,观察角质形成细胞外泌体在银屑病样皮肤炎症中的作用。3.利用质谱分析和高通量测序的方法鉴定银屑病样角质形成细胞外泌体含有的蛋白组分和micro RNA表达谱,解析其相关组分的特点及可能的功能。4.根据银屑病样角质形成细胞外泌体对中性粒细胞和CD4+T细胞的功能,结合其特定的蛋白组分和micro RNA表达谱,解析其发挥调控作用可能的分子机制。结果1.我们成功提取了角质形成细胞的外泌体。透射电子显微镜观察结果显示我们提取的胞外囊泡具有外泌体典型的杯状结构;Nano Sight的纳米颗粒追踪分析仪检测囊泡直径小于150 nm;Western blot检测显示我们提取的外泌体表面富含外泌体的表面标志蛋白CD9,CD63和CD81;同时不表达高尔基体的标志物GW130,排除了提取物中高尔基体的污染。2.与正常对照角质形成细胞的外泌体相比,银屑病样角质形成细胞的外泌体可以被中性粒细胞摄入到胞内,并显著提高中性粒细胞炎症因子的分泌,并促进胞外诱捕网的形成。同样地,银屑病样角质形成细胞的外泌体被CD4+T细胞摄取后,可以显著促进CD4+T细胞分泌Th1/Th17相关转录/炎症因子,并促进CD4+T细胞向Th1和Th17方向极化。而且,利用GW4869清除外泌体,可以显著减轻IMQ诱导的小鼠银屑病样炎症;当回输银屑病样角质形成细胞的外泌体,可以部分回复小鼠银屑病样炎症,提示角质形成细胞的外泌体参与并促进了银屑病炎症的发生和发展。3.与正常对照角质形成细胞的外泌体相比,银屑病状态下角质形成细胞的外泌体蛋白组分中,有72个蛋白(占总蛋白的10.9%)表达显著上调,有96个蛋白(占总蛋白的14.5%)表达显著下调。通过Gene Ontology(GO)分析,提示这些差异表达蛋白可能参与调节中性粒细胞中这些炎症通路的活化,进而调节中性粒细胞的功能。其micro RNA表达谱也与正常对照角质形成细胞外泌体相比,具有明显差异,有28个micro RNA显著上调表达,有114个micro RNA显著下调表达。4.银屑病状态下角质形成细胞的外泌体活化了NF-κB和p38MAPK信号通路,且通过这两个信号通路的活化促进了中性粒细胞IL-6、IL-8和TNF-α的表达。而且银屑病状态下角质形成细胞外泌体中的mi RNA-381-3p从角质形成细胞中转移至CD4+T细胞,并在CD4+T细胞向Th1/Th17极化的调控中发挥了关键的调控作用。进一步研究发现,mi RNA-381-3p通过对其下游靶基因UBR5和Foxo1,调控Th1和Th17的关键转录因子T-bet和ROR-γt的蛋白水平,促进Th1/Th17的极化,进而参与了银屑病的发生发展。结论1.证实了银屑病状态下角质形成细胞外泌体发挥对免疫细胞中性粒细胞和CD4+T细胞的调控作用,促进了疾病的发生发展。2.在咪喹莫特诱导的小鼠银屑病模型,验证了角质形成细胞外泌体参与调控疾病的发生发展,发现银屑病状态下角质形成细胞外泌体拥有独特蛋白表达谱和microRNA表达谱,并解析了外泌体参与疾病发展的具体分子机制。本研究的意义在于:首次揭示了角质形成细胞外泌体在银屑病发病中的作用,并初步阐明了角质形成细胞外泌体参与银屑病病理过程的关键分子机制,进一步完善了银屑病发病原因。