皮肤区域特异性免疫调控分子SERPINB7对银屑病病理的作用及机制研究

Psoriasis is a chronic inflammatory disorder of the skin with multiply genetic basis. In this study, we focused on the pathogenesis of psoriasis and highlight identifying molecules and genes in this disease.Based on psoriatic keratinocytes model, an integrative biology approach combined with transcriptome sequencing, disease genomics and tissue specific-expression profile enabled us to identify skin specific molecule serpinb7 that exerted a specific effect on psoriatic inflammation. Investigating the transcriptional regulatory mechanism and the relationship between the structure and functions have a very important significance on the study of psoriasis. These provide a new idea for finding more specific immune psoriasis therapeutic approach. Applicant has extensive experiences on the research of autoimmune diseases. The good personnel allocation and powerful experimental platform will bring us a good support for complete this study.

银屑病是多基因遗传背景下的皮肤特异性自身免疫性疾病。本课题从银屑病样角质形成细胞出发，应用转录组测序，结合疾病基因组学、组织特异表达谱，筛选得到皮肤特异性银屑病免疫调控重要候选分子丝氨酸蛋白酶抑制因子SERPINB7。进一步结合临床相关性研究，系统地在Cre-LoxP条件性敲除动物模型及体外细胞模型中研究其对银屑病皮损免疫的调节作用。并通过对其结构与功能关系的精细解析以及皮肤特异性转录调控机制的深入研究，探讨皮肤特异性表达的丝氨酸蛋白酶抑制分子在皮肤免疫性疾病中可能具有的重要生理意义，为寻找更为特异的银屑病免疫治疗手段提供新思路。申请人有着多年自身免疫性疾病的研究经验，已经具有良好的研究基础，课题组良好的人员结构配置和有力的实验平台将会为课题的完成带来良好的支撑。

银屑病是一种多基因遗传背景下以角质形成细胞异常增殖和分化为主要特征的皮肤特异性自身免疫性疾病，角质形成细胞不仅表现出表皮增厚、角化不全和角化过度，同时也分泌包括细胞因子、趋化因子和抗菌肽等炎症介质激活这招募免疫细胞浸润，在银屑病发病过程中具有重要作用。本研究通过转录组学筛选和鉴定寻找到角质形成细胞特异性表达并与银屑病发生发展相关基因SerpinB7，其被认为是一种皮肤特异性内源性蛋白酶抑制剂，但银屑病中的作用和潜在机制尚不清楚。我们发现SerpinB7在银屑病患者和咪喹莫特诱导的小鼠银屑病样模型的角质形成细胞中高表达。与野生型相比，IMQ治疗后SerpinB7敲除小鼠表皮屏障完整性和皮肤结构异常，银屑病病变加重，角质形成细胞终末端分化受到，炎症细胞浸润增加。人原代角质形成细胞和小鼠原代角质形成细胞中SerpinB7缺失导致角质形成细胞过度增殖和分化受损，趋化因子和抗菌肽表达增加。转录组学分析表明SerpinB7与角质形成细胞分化显著相关，与GTEx数据库中的WGCNA分析一致。值得注意的是，我们证明了SerpinB7的缺乏阻止了细胞内Ca2+内流的增加和线粒体来源的活性氧(ROS)的产生，这部分被抗氧化剂NAC和细胞内Ca2+螯合剂BAPTA-AM消除。更重要的是，iTraq和iTraq-tail蛋白质组学证明SerpinB7缺乏，减弱了角质形成细胞中控制钙通量的蛋白水解网络。我们发现SerpinB7在调节角质形成细胞分化和银屑病微环境中的关键作用，为进一步理解皮肤稳态调控网络及银屑病的发生发展提供新思路，为潜在的治疗手段提供可能的实验基础和理论依据。通过对本项目的开展，我们已发表相关SCI研究论文3篇，另有2篇撰写完成投稿。完成3名博士、6名硕士研究生的培养。