S100A8和S100A9通过TLR4/NF-κB途径影响角质形成细胞，进而导致银屑病患者的T淋巴细胞免疫失衡

《Acta Biomaterialia》：S100A8 and S100A9-mediated keratinocyte affecting T lymphocyte immune imbalance through TLR4/NF-κ B in psoriasis

银屑病是一种由免疫介导的慢性炎症性皮肤病，本研究旨在阐明S100A8和S100A9在银屑病发病中的作用机制。通过体外细胞共培养和动物模型实验发现，两种S100蛋白通过激活TLR4/NF-κB信号通路促进T细胞分泌IL-17等促炎因子，加重皮肤炎症。特异性抑制剂paquinimod可显著降低模型中炎症因子表达及皮肤病变程度。研究揭示了S100A8/S100A9在银屑病中的关键调控作用，为靶向治疗提供了新思路。

　　

何亚丽|邢建晓|李俊勤|张凯明|李新华

中国太原山西医科大学第九临床医学院

摘要

银屑病是一种慢性、免疫介导的炎症性皮肤病，其特征是反复出现的厚斑块。作为炎症的警报因子，S100A8和S100A9的重要性已被证实与疾病中的慢性炎症发展有关。然而，S100A8和S100A9在银屑病中的确切机制仍不清楚。因此，本研究的目的是阐明S100A8和S100A9在银屑病中的效应及其潜在机制。在本研究中，我们发现S100A8和S100A9在用含有IL-1α、IL-17A、IL-22、oncostatin M和TNF-α的细胞因子混合物M5处理的细胞以及咪喹莫特（IMQ）诱导的银屑病小鼠模型中高度表达。同时，在正常人表皮角质形成细胞（NHEK）中敲低S100A8和S100A9可抑制银屑病中NHEK细胞的增殖。为了进一步研究S100A8和S100A9对银屑病炎症的影响，将T细胞与S100A8和S100A9敲低后的NHEK细胞共培养，发现S100A8和S100A9通过激活Toll样受体4（TLR4）/NF-κB信号通路促进了T细胞产生促炎细胞因子。特别是，在咪喹莫特诱导的银屑病小鼠模型中加入S100A8和S100A9抑制剂paquinimod后，银屑病皮炎和炎症因子减少，TLR4/NF-κB的表达也显著降低。总之，本研究表明S100A8和S100A9通过激活TLR4/NF-κB信号通路参与银屑病的发病机制，从而促进银屑病相关的皮肤炎症，这提示了S100A8和S100A9在银屑病发展中的潜在作用，并为靶向治疗提供了新的见解。

引言

银屑病是一种慢性、复发性皮肤炎症性疾病，由T细胞在遗传易感个体中针对多种环境因素（包括感染、压力和药物）的作用而引发（Kamiya等人，2019年）。全球银屑病的发病率在0.09%到11.4%之间（Christophers，2001年）。银屑病可发生在任何年龄，尤其是在20岁和55岁左右的人群中（Guo等人，2023年）。银屑病的特征是具有白色鳞屑的明显红色斑块。根据临床特征，银屑病分为四种类型：寻常型银屑病、关节病型银屑病、脓疱型银屑病和红皮病型银屑病。银屑病的发病机制复杂，涉及遗传因素（Ogawa和Okada，2020年）、感染、免疫失调、物理屏障破坏以及肠道/皮肤微生物群的失衡（Widhiati等人，2021年）。此外，角质形成细胞与异常激活并相互作用的免疫细胞之间的相互作用导致银屑病中的皮肤炎症持续发生（Zhang等人，2021年；Defrêne等人，2021年）。

作为炎症性皮肤病的代表，银屑病在真皮中表现出多种炎症细胞（如淋巴细胞和中性粒细胞的浸润以及上皮增生）。在炎症的早期阶段，角质形成细胞对外部刺激作出反应，产生自我核苷酸和抗菌肽，从而激活pDCs和随后的mDCs，分泌TNF-α、IL-12和IL-23，导致CD4⁺T细胞向Th17分化，并分泌TNF-α、IL-17、IL-21和IL-22（Lande等人，2007年；Rendon和Sch?kel，2019年）。作为银屑病炎症的放大器，角质形成细胞随后被这些细胞因子激活，产生抗菌肽（LL37、β-防御素和S100蛋白）、细胞因子（IL-23、IL-1β、IL-6）和趋化因子（CXCL1、CXCL8和CCL20）。尽管许多先前的研究在一定程度上阐明了S100A8和S100A9的机制，但它们的大部分详细功能尚未揭示。

S100A8和S100A9（分别称为MRP8和MRP14）是S100蛋白家族中的两个重要成员，它们是钙结合蛋白，被认为是Toll样受体4（TLR4）的内源性配体。据报道，S100A8和S100A9主要在髓系细胞中表达，并且在炎症条件下可在角质形成细胞、破骨细胞、上皮细胞和内皮细胞中诱导表达（DE KORTE等人，2020年；Jonasson等人，2017年；Wang等人，2018年）。先前的研究表明，S100A8和S100A9的上调与多种炎症性疾病密切相关，如银屑病、酒渣鼻、特应性皮炎和慢性自发性荨麻疹（Schonthaler等人，2013年；Zhu等人，2021年1月26日；Deng等人，2021年；Zhou等人，2019年）。值得注意的是，银屑病的严重程度与病变部位中S100A8和S100A9的表达水平和血清水平呈正相关（Benoit等人，2006年；Jiménez等人，2021年）。尽管先前的研究在一定程度上揭示了S100A8和S100A9与银屑病之间的关系，但它们在银屑病中的确切作用仍不完全清楚。

为了更好地了解S100A8和S100A9对银屑病中T细胞的影响，我们在与Jurkat细胞共培养的正常人表皮角质形成细胞（NHEKs）中检测了不同S100A8和S100A9表达水平下的细胞增殖、周期和炎症反应。此外，我们还发现S100A8和S100A9在动物类似银屑病的模型中也发挥了重要作用。最后，特定的S100A8/S100A9抑制剂paquinimod被证明能够有效逆转类似银屑病的炎症。

样本

从9名银屑病患者治疗前收集了9份皮肤样本。对照组皮肤样本来自9名志愿者。所有参与者均提供了书面知情同意书。该研究获得了太原市中心医院的医学伦理委员会批准（KY2022017），并遵循赫尔辛基宣言进行。

细胞培养

NHEK细胞和Jurkat细胞在含有高葡萄糖的Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）基础培养基（Gibco，Invitrogen）中培养。

S100A8和S100A9在银屑病中高度表达

首先，我们对9名银屑病患者和正常皮肤的皮肤病变进行了蛋白质组学测序。从差异蛋白中我们发现，与正常组织相比，银屑病组织中的S100A8和S100A9表达增加（图1A）。与正常受试者相比，银屑病病变中的S100A8和S100A9表达显著增加（表2）。此外，在GSE30999数据库中，我们也发现S100A8和S100A9的表达显著更高

讨论

银屑病是一种慢性、T细胞介导的非感染性炎症性皮肤病，其特征是表皮角质形成细胞、免疫细胞和其他皮肤细胞之间的相互作用（Srivastava等人，2017年；Murao等人，2021年）。S100A8和S100A9是钙结合蛋白，被认为是损伤相关分子模式分子（DAMPs）（Sticherling，2016年）。许多先前的研究一致报告称，S100A8和S100A9在银屑病患者的皮肤病变中高度表达

CRediT作者贡献声明

张凯明：监督、项目管理、资金获取。李俊勤：可视化、验证、资源管理、研究。李新华：资金获取、概念构思。何亚丽：写作——初稿撰写、方法学设计、研究、数据管理。邢建晓：软件使用、数据分析、数据管理。

出版同意

不适用。

伦理批准和参与同意

不适用。

资助

本项目得到了国家自然科学基金（批准号：82273539）和山西省基础研究项目（批准号：202203021212021）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

不适用。