Drp1调控银屑病角质形成细胞增殖与炎症因子分泌的机制及干预研究

Psoriasis is a chronic inflammatory skin disease; currently it is still lacking a safe and effective long-term treatment. The abnormal proliferation and activation of keratinocytes are important factors for the development of psoriasis. Our preliminary results show that mitochondrial dynamin-related protein 1 (Drp1) mRNA is highly expressed in lesional skin of psoriatic patients；and in activated keratinocytes, Drp1 mRNA expression is also up-regulated, suggesting that Drp1 may be involved in the pathogenesis of psoriasis. We further found that tetramethoxyflavone inhibits the up-regulated mRNA expression of Drp1 and inhibits the proliferation of keratinocytes, as well as the secretion of inflammatory mediator TNF-α. Thus, we hypothesize that tetramethoxyflavone may inhibit keratinocyte proliferation and inflammatory mediator secretion by inhibiting Drp1. We aim to 1. Study the expression of keratinocyte Drp1 in lesional skin of psoriatic patients and its correlation with PASI score; 2. Clarify that Drp1 is involved in the proliferation of keratinocytes and the secretion of inflammatory mediators. 3. Verify that tetramethoxyflavone inhibits keratinocyte proliferation and inflammatory mediator secretion by regulating Drp1, and examine its therapeutic potential in an imiquimod-induced psoriatic mouse model. This project will reveal the mechanism of Drp1 in the development of psoriasis and provide a scientific basis for treating psoriasis with tetramethoxyflavone in the future.

银屑病是一种慢性炎症性皮肤病，尚缺少安全有效的治疗手段。角质形成细胞异常增殖及活化是其发病的重要因素。我们发现银屑病患者皮损组织和受刺激的角质形成细胞内线粒体动力相关蛋白Drp1的mRNA表达上调，提示Drp1可能参与银屑病发病过程。同时，我们发现四甲基木犀草素可抑制角质形成细胞内Drp1的表达、降低TNF-α分泌、并抑制细胞增殖。由此我们假设：四甲基木犀草素可通过抑制Drp1而抑制角质形成细胞增殖与炎症因子分泌。本项目拟首先明确角质形成细胞的Drp1表达水平与临床银屑病患者PASI评分的相关性；然后，阐明Drp1调控角质形成细胞增殖与炎症因子分泌的作用机制；最后，在细胞水平和银屑病小鼠模型中探讨四甲基木犀草素对Drp1的靶向调控和对银屑病的治疗效果。本项目的完成有望揭示Drp1在角质形成细胞中的作用机制，进而为银屑病治疗提供新靶点，同时也为四甲基木犀草素用于治疗银屑病提供实验依据。

银屑病是一种免疫介导的慢性炎症性皮肤病，其典型特征为表皮角质形成细胞异常增殖和局部慢性炎症。目前银屑病的主要治疗手段为细胞毒类药物或激素，其副作用大、且停药易复发。新的生物制剂可有效缓解银屑病症状，但治疗费用高昂、且长期安全性数据尚不完整。因此，当前仍然缺乏安全有效的长期治疗手段，亟需寻找到治疗银屑病的新靶点。前人及我们的前期研究提示，线粒体分裂异常可能参与了银屑病的发病机制，但有关银屑病中线粒体的研究很少。我们提出假设：在银屑病发病过程中，受到危险信号刺激后的角质形成细胞内Drp1上调并诱导线粒体分裂，进而促进细胞异常增殖和活化。本项目计划：1）在银屑病患者皮损中检测Drp1的表达及分布，并鉴定Drp1表达水平与患者疾病严重程度PASI评分的相关性；2）对角质形成细胞内的Drp1进行基因敲除或过表达，阐明Drp1参与细胞增殖和炎症因子分泌的机制；3）在细胞水平明确Drp1抑制剂Mdivi-1对Drp1的调控作用，并在银屑病小鼠模型中验证其对银屑病的治疗效果。本研究主要发现了：1）银屑病患者皮损中线粒体分裂蛋白Drp1的表达水平显著上调、且与判定银屑病严重程度的PASI评分呈正相关；2）银屑病中两种关键的炎症因子TNF-alpha和IL-17A均可诱导角质细胞中Drp1的表达上调、导致线粒体分裂、同时伴随细胞增殖和炎症因子的分泌；3）通过敲低或过表达手段，明确了Drp1可调节角质形成细胞增殖和炎症因子的分泌；4）在细胞水平阐明了Drp1特异性抑制剂Mdivi-1抑制角质形成细胞增殖与炎症因子分泌的干预机制；5）在银屑病小鼠模型中验证了Mdivi-1对银屑病样皮损的治疗效果。 本研究揭示了Drp1在银屑病角质形成细胞异常增殖和分泌炎症因子过程中的作用，有望为银屑病的治疗提供新的靶点。 本研究还初步验证了Drp1抑制剂Mdivi-1对银屑病的治疗效果，为其将来用于治疗银屑病提供了科学依据。基于本项目的研究结果，目前已发表SCI期刊收录的第一作者论文一篇。项目负责人获得2019年度江苏省双创博士培养计划及2020年度南京市江北新区中青年优秀人才培养计划。