HSP27通过p21在皮肤角质形成细胞光损伤中调控细胞凋亡的机制研究

Ultraviolet(UV) can cause skin injury,which is called photodamage. Although this series of diseases vary with UV dose and time,they have one significant physiopathologic basis，apoptosis.We have found some differential proteins,like HSP27 and p21,by comparing exposed and non-exposed skin tissue.Some research suggested that HSP27 and p21 were close related with apoptpsis,and HSP27 could effect p21.But the mechanisms are unknown.. In this project,firstly in vitro keratinocytes will be treated.Chronic photodamage will be induced by low-dose of UVB.Apoptosis rate,protein and mRNA expression of HSP27 and p21 will be detected.HSP27 and p21 will be interfered respectively to study how they regulate apoptosis in photodamage.Then in vivo apoptosis,expression and location will be determined further to clarify how HSP27 mediated p21 and the possible influence or protective function of HSP27 after UV injury.. This project is aimed to reveal that HSP27 could regulate p21 as an upstream gene and ultimately influence apoptosis.It may provide conceivable chance to find photodamage marker proteins,prevent and relieve UV injury,and explore inner connection among UV related diseases and tumors.

紫外线引起的皮肤损伤又称光损伤，其临床表现虽因紫外线剂量及时间不同而各异，但具有共同的病理生理基础—细胞凋亡。前期通过比较曝光与非曝光部位皮肤组织寻找到差异蛋白HSP27、p21。研究显示HSP27、p21与凋亡密切相关，且HSP27可影响p21，但具体机制不明。. 本项目以皮肤角质形成细胞为研究对象，以低剂量中波紫外线诱导慢性光损伤，首先通过体外实验，检测光损伤时细胞凋亡，HSP27、p21及下游因子的蛋白和mRNA表达；分别干预HSP27和p21，探讨其在光损伤中调控凋亡的机制。其次在体内实验进一步明确光损伤时凋亡、蛋白表达及定位，阐明HSP27介导p21的具体机制，揭示HSP27对紫外线损伤程度的影响及可能的保护效应。. 旨在阐明HSP27可能作为上游基因调控p21影响细胞凋亡，为进一步寻求光损伤的标志性蛋白奠定基础，探明相关皮肤病及肿瘤的机制，为预防、缓解光损伤提供新思路。

人们几乎每天都在接触日光， 日光中的紫外线是导致皮肤光老化的重要因素。据报道， 90%的皮肤老化由紫外线导致的光老化引起。 到达地表的紫外线主要分为长波紫外线( ultraviolet radiation A，UVA) 和中波紫外线( ultraviolet radiation B，UVB) ， 其中 UVB光损伤作用是同剂量 UVA 的800～1000 倍， 可直接导致 DNA 损伤， 同时也可诱发氧化应激， 是引起皮肤光老化的主要诱发因素。人角质形成细胞位于皮肤的表层，是UVB 辐射的主要靶细胞。在体外实验部分，课题组成功构建人皮肤角质形成细胞(HaCaT)光损伤模型，通过干扰HSP27基因的表达评估细胞功能及其下游效应分子，发现干扰HSP27使细胞活力降低，细胞凋亡增加，HSP27可能通过激活磷酸化Akt（p-Akt）通路导致p21核定位增加，从而诱导细胞凋亡的发生；同时干扰HSP27基因还可增加p53、Cleaved Caspase-3的表达和Bax：Bcl-2比率，进一步促进了细胞凋亡的发生。在体内实验部分，课题组成功构建慢性光损伤SD大鼠模型，发现UVB照射后皮肤组织中HSP27表达增加。采用腺相关病毒(AAV)特异性降低HSP27在大鼠皮肤中的表达。发现降低HSP27的表达可以加重紫外线照射后皮肤组织中氧化应激、衰老和凋亡等过程。随后课题组进行了白藜芦醇(Res)通过调节HSP27抵抗UVB导致HaCaT细胞的光损伤的体外实验部分。课题组发现Res通过抵抗UVB导致的细胞凋亡发挥其光保护作用，其发挥光保护作用的同时伴随着HSP27表达上调，沉默HSP27能部分逆转Res的抗凋亡作用，这一结果再次提示HSP27在皮肤光损伤中扮演着保护性角色。在本研究中，我们发现HSP27在皮肤光损伤中能够减轻氧化应激带来的损伤，减少细胞的衰老和凋亡，为HSP27作为光损伤相关疾病的治疗靶点提供了理论支撑。