角质形成细胞外泌体对成纤维细胞功能的调控在紫外线诱导皮肤光老化中的作用及机制研究

Skin photoaging is a condition concerned with everybody. However the mechanism of photoaging is complicated and remains unclear. Keratinocytes are known to have an effect on the function of fibroblasts by paracrine pathway. Exosomes are important messengers in cell-to-cell interaction. It has been reported that ultraviolet radiation (UVR) can change keratinocyte exosomes and increase the content of loading microRNA-3196. Therefore, we presumed that keratinocyte-derived exosomes might play a role in UV-induced photoaging. This program is intended to conduct both cellular and animal research to figure out the impact of UVR on keratinocyte-derived exosomes, to confirm whether UV-exposed keratinocyte-derived exosomes have an effect on the function of dermal fibroblasts and to further discuss the role and mechanism of exosomes and exosome microRNA-3196 in photaging, which may make a supplement for current knowledge of photoaging.

皮肤光老化是每个人需要面临的问题，而光老化的发病机制复杂，尚不完全明确。角质形成细胞可以通过旁分泌途径影响成纤维细胞的功能，从而间接参与光老化的形成。外泌体是细胞间相互作用的重要媒介，已发现紫外线可以影响角质形成细胞外泌体的分泌，改变外泌体microRNA-3196的含量，因此提出假说：角质形成细胞外泌体可能在光老化的进程中发挥作用。本项目将在此基础上进行进一步研究，拟通过细胞和动物实验研究紫外线对于角质形成细胞分泌外泌体的影响，并明确经紫外线照射的角质形成细胞分泌的外泌体是否可以改变真皮成纤维细胞功能，并深入探讨角质形成细胞外泌体及外泌体microRNA-3196在紫外线诱导的皮肤光老化中的发挥的作用和调控机制，明确其介导的下游信号通路和作用靶点，对光老化的发病机制做出新的补充。

皮肤光老化的机制纷繁复杂，尚不明确，尚没有研究明确角质细胞外泌体在皮肤光老化中的作用及其机制。本课题通过紫外线照射角质细胞建立角质细胞光老化模型，提取角质细胞外泌体，观察UVB光老化对角质细胞外泌体性状和内容miRNA的影响。角质细胞外泌体加入成纤维细胞培养液中，观察UVB老化角质细胞外泌体对成纤维细胞老化、增殖、凋亡和迁移能力的影响。通过抑制外泌体miR-181-3p的表达，进一步明确miRNA在角质细胞外泌体致成纤维细胞老化中的作用。研究结果显示：用UVB光源以58mj/cm2的能量照射角质细胞3d可以导致角质细胞明显老化，而UVA照射难以制作角质细胞光老化模型。进一步提取和鉴定角质形成细胞外泌体，提示提取外泌体成功，UVB老化角质细胞外泌体可以被成纤维细胞摄入，并且进一步导致成纤维细胞老化程度增加、细胞增殖活性降低、细胞凋亡增加及细胞迁移能力降低。高通量测序发现UVB照射使角质细胞外泌体中miRNA显著差异化表达，其中89个miRNA呈上调表达，62个miRNA呈下调表达。针对高表达的miR-181-3p进行干预抑制，发现抑制角质细胞外泌体miR-181-3p可以使UVB老化角质细胞外泌体致成纤维细胞老化、凋亡、迁移能力下降的作用降低。这些研究结果表明UVB可以使角质细胞老化，并通过外泌体将这种老化信号传递给成纤维细胞，导致成纤维细胞进一步老化，外泌体miR-181-3p在这个信息传递过程中起到重要作用。本课题研究角质细胞外泌体在光老化中的作用和机制，是研究光老化的一个新的切入点，为进一步阐明光老化的发病机理以及探索合适的防治靶点提供理论依据。