UVA诱导自噬对角质形成细胞p53基因表达及其功能的影响

Recent studies showed that UVA can induce DNA damage in direct or indirect ways, thus plays important roles in psoriasis and carcinogenesis. P53 maintains the cell homeostasis after UV stress through its function on inducing cell cycle arrest, apoptosis and DNA repair. But the mechanisms of UVA p53 interactions remain to be elucidated. Our preliminary study showed that UVA can induce autophagy in keratinocytes (KC) and loss of autophagy may significantly increase the Nrf-2 antioxidant response in KC. As Nrf-2 has been shown by recent studies to regulate p53 in a Nqo1 or mdm2 dependent manner. So we hypothesized that UVA induced autophagy may affect the p53 gene products in KC and thus change the apoptosis profile of KC, Nrf-2 may be involve in the regulation of the above process. In our proposal, we are planning to study the p53 gene expression, protein translocation and apoptosis profiles in the ATG7 and/or Nrf-2 gene silenced KC using siRNA technology and to explore the regulatory role of Nrf-2. This proposal has a new visual angle to study the mechanism of UV stress response in KC and may be helpful to find new drug targets for p53 related disorders like psoriasis and skin cancers.

p53基因在UVA造成的DNA损伤修复过程中发挥着极其重要的作用，并在银屑病及皮肤肿瘤的发病及治疗反应机制中具有重要意义。但UVA对p53蛋白的具体作用机制尚不明。申请人在前期研究中率先揭示了UVA对角质形成细胞（KC）的自噬诱导效应，并发现自噬丧失可导致KC受UVA照射后Nrf-2抗氧化反应活性显著升高。最新研究表明Nrf-2通过Nqo1及mdm2等途径对p53表达产生调控作用。因此推测UVA诱导的KC自噬可能会影响p53基因表达及功能，而Nrf-2可能在上述过程起调控作用。本课题拟用siRNA技术诱导人KC的ATG7和/或Nrf-2等基因沉默，研究KC在UVA照射后p53基因表达、蛋白分布以及细胞凋亡状况，并探讨Nrf-2的调控作用，初步揭示假设命题的答案。本研究可能阐明自噬在UVA导致KC损伤、应激及修复过程中的意义，并为银屑病及皮肤癌等p53相关疾病的发病机制及防治研究提供新思路。

本研究目的在于分析UVA诱导人角质形成细胞自噬的细胞生物学效应。最初主要关注p53等基因表达及其功能的分析。方法：培养HaCaT细胞及原代人角质形成细胞，用ATG7 siRNA，3-MA等自噬抑制剂敲低或抑制细胞自噬。再用UVA照射细胞。通过mRFP-GFP-LC3腺病毒转染细胞，在共聚焦显微镜下观察分析细胞自噬的发生情况。并通过Affymetrix Microarray分析细胞基因表达谱。结果及结论：ATG7-siRNA无论在HaCaT中还是原代角质形成细胞中均能敲低两种细胞ATG7的表达。3-MA可以稳定的抑制细胞自噬。一定剂量的UVA-1照射会引起角质形成细胞（HaCaT和人原代角质形成细胞）自噬。但是两种角质形成细胞在相同的处理条件下自噬相关的ATG7-mRNA表达水平却完全不同。基因表达谱分析显示热休克蛋白70（HSP70）的升高可能与紫外线照射的应激有关。MAPK信号转导途径可能具有重要的调控作用。P53相关的一些重要基因发生了表达水平的改变。本研究是UVA诱导自噬及其生物学效应的第一个基因表达谱研究。