应用体外细胞模型和斑马鱼在体模型探讨RNASET2介导黑素细胞凋亡的分子机制研究

Genetic factors play an important role in the pathogenesis of vitiligo. Our recent genome-wide association study identified a link between vitiligo and genetic variants in the ribonuclease T2 (RNASET2) gene in 2010. Our in vitro analyses indicated that overexpression of RNASET2 was inducible and released into the microenvironment in cultured primary human epidermal cells by stress conditions. Based on the latest literature that the structure of RNASET2 contained a related apoptosis TRAF2 domain and RNASET2 might be involved in immune activation.We speculate the possible pathogenesis of vitiligo : (1) RNASET2 may lead to increased cell apoptosis via the tumor necrosis factor receptor-associated factor 2 (TRAF2)-caspases pathway through the physical interaction of RNASET2 with TRAF2 by starting apoptotic pathway ;( 2 )RNASET2 released into the microenvironment may be involved in the induction of immune responses by conjuncting with the melanocyte-specific TLRs, as the endogenous ligand of TLRs signal transduction,thus contributing to immune attack . Therefore, we plan to explore the molecular mechanisms of RNASET2 in mediating apoptosis of melanocytes by application of cell model in vitro and zebrafish model in vivo and to look for new targets for the clinical treatment of vitiligo.

遗传因素在白癜风发病中起着重要作用，2010年我们通过全基因组关联研究首次报道了白癜风易感基因：分泌性核酸酶RNASET2。我们前期研究发现：应激介导表皮细胞RNASET2 蛋白高表达并释放至微环境中。基于RNASET2蛋白结构中含有凋亡相关蛋白TRAF2结构域以及其可能参与免疫激活的最新文献报道，我们推断其在白癜风中发病机制：（1）RNASET2蛋白在细胞内通过与TRAF2蛋白相结合，启动凋亡通路，从而引起黑素细胞凋亡以及黑素合成减少；（2）释放至微环境中的 RNASET2与黑素细胞上特定的TLRs结合，作为 TLRs 的内源性配体参与 TLR 信号转导机制 ,诱导免疫应答，从而促使黑素细胞受到免疫攻击而破坏。因此，我们拟应用体外细胞模型和斑马鱼在体模型探讨RNASET2介导黑素细胞凋亡的分子机制，为白癜风临床治疗寻找新的靶点。

研究背景：白癜风是一种获得性色素缺失性疾病，其显著特征是黑素细胞功能丧失或破坏，导致不同部位皮肤的褪色。白癜风的发生、发展与多种因素相关，包括遗传、免疫、生化和环境因素之间的复杂相互作用等。已有的常规应用模式的白癜风动物模型如 Smyth line(SL) 小鸡、C57BL小鼠、豚鼠等都有其局限性。长期以来，斑马鱼被广泛用于研究脊椎动物的生物学性状及其发病机制，对人类皮肤色素性疾病的基础研究和临床治疗起到积极作用。.研究内容及结果：我们首次建立了能反映NB-UVB对黑素细胞双重调节作用的斑马鱼在体模型，在该模型中，低剂量NB-UVB可以诱导黑素细胞合成，而高剂量NB-UVB可以促进黑素细胞凋亡；前期我们通过GWAS发现RNASET2和白癜风相关，并通过临床样本验证白癜风患者皮损和外周血RNASET2高表达，我们首次利用建立的斑马鱼模型研究了rnaset2过表达对NB-UVB诱发白癜风及对白癜风治疗作用的影响，发现rnaset2过表达抑制NB-UVB诱导的斑马鱼黑素合成，促进黑素细胞凋亡；这些结果说明，RNASET2过表达可能是诱发白癜风发生的危险因素，并可能是NB-UVB治疗白癜风效果不佳的影响因素；RNASET2的表达水平可能可以作为白癜风患者是否适合NB-UVB照射治疗的重要参考指标；我们进一步在体外模型中发现P53信号通路可能介导了RNASET2促进NB-UVB诱导的凋亡作用，但是，关于RNASET2如何促进P53信号通路的活化还需要我们进一步的研究。NB-UVB照射诱导的细胞凋亡，可能还有线粒体损伤以及死亡受体损伤相关通路的参与。RNASET2的高表达是否会促进NB-UVB诱导的线粒体损伤以及死亡受体等相关通路的活化还需要进一步的研究。.科学意义：本课题旨在课题组已完成的RNASET2在人群中和体外细胞学研究基础上，以RNASET2和NB-UVB对白癜风的双重作用为切入点，通过斑马鱼在体实验和体外三种细胞实验（人的原代黑素细胞、人A2058和小鼠的B16肿瘤细胞），进一步探索RNASET2在NB-UVB介导黑素细胞生物学功能中的重要作用，进一步阐明白癜风的发病机制，并为白癜风的治疗提供实验基础。