转录因子ZNF750通过调控IL-34协调表皮免疫细胞发育新机制

《Cell Reports》：Keratinocyte differentiation transcription factor ZNF750 coordinates the development of epidermal immunocytes

本研究揭示了表皮角质形成细胞分化关键转录因子ZNF750在协调表皮免疫细胞发育中的新功能。研究人员发现ZNF750缺失会导致表皮朗格汉斯细胞(LCs)严重耗竭，机制研究表明ZNF750直接结合IL-34基因上游增强子区域，通过诱导IL-34表达来维持LCs的存活。该研究为理解表皮物理-免疫屏障协同发育提供了重要分子机制，对银屑病等皮肤疾病治疗具有潜在意义。

　　

皮肤作为人体第一道防线，其保护功能不仅依赖于角质形成细胞形成的物理屏障，还需要表皮中驻留的免疫细胞共同构建免疫防御体系。这两种细胞类型如何在发育过程中协同作用，形成完整的屏障功能，一直是皮肤生物学领域未解之谜。传统观点认为，角质形成细胞和免疫细胞各自遵循独立的发育程序，然而近年研究发现它们之间存在复杂的相互作用——角质形成细胞通过分泌细胞因子招募和支持免疫细胞，而免疫细胞又反过来调节角质形成细胞的增殖和分化。这种精密协调对维持皮肤稳态至关重要，但其分子调控机制尚不明确。

在这一背景下，以色列本-古里安大学的研究团队将目光投向了角质形成细胞分化的关键调控因子ZNF750。ZNF750是一个C2H2型锌指转录因子，在人类中其突变会导致常染色体显性遗传的银屑病样皮肤疾病。此前研究已知ZNF750在表皮终末分化中发挥核心作用，通过p63-ZNF750-KLF4轴驱动角质形成细胞分化基因表达，同时与KDM1A染色质调节因子共同沉默祖细胞基因。然而，这一主要表达于角质形成细胞的转录因子是否也参与调控表皮免疫细胞的发育，仍是一个悬而未决的问题。

研究人员利用条件性基因敲除技术，在小鼠角质形成细胞中特异性敲除Znf750基因，系统分析了胚胎期和新生鼠表皮免疫细胞的变化。令人惊讶的是，尽管ZNF750仅在角质形成细胞中表达，其缺失却导致了表皮免疫细胞的严重缺陷。这一发现促使研究团队深入探索ZNF750如何以细胞非自主方式调控表皮免疫细胞发育的具体机制。

为了阐明ZNF750影响表皮免疫细胞发育的机制，研究团队整合运用了多种先进技术手段。他们通过流式细胞术系统分析了不同发育阶段表皮和真皮免疫细胞群体的变化；利用染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)技术鉴定ZNF750的直接靶基因；通过荧光素酶报告基因实验验证ZNF750对特定基因的转录调控功能；结合RNA测序分析差异表达基因；并采用免疫荧光染色观察表皮免疫细胞的空间分布变化。研究使用的样本主要来自Znf750条件性敲除小鼠和对照小鼠的胚胎和新生鼠皮肤组织。

Znf750缺失导致表皮免疫细胞特异性耗竭

研究人员首先发现，新生鼠(P0)Znf750条件性敲除(cKO)表皮中CD45⁺免疫细胞数量显著减少。进一步分析显示，这种免疫细胞缺陷具有表皮特异性，真皮中的免疫细胞数量没有明显变化。具体而言，朗格汉斯细胞(LCs)受影响最为严重，而树突状表皮γδ T细胞(DETCs)也出现一定程度减少。残留的LCs表达正常的成熟标志物，包括MHC II类分子、CX3CR1和CD11c，表明ZNF750缺失影响的是LCs的数量而非其分化状态。

ZNF750对LCs维持的渐进性影响

通过分析更早的胚胎发育阶段(E17.5和E18.5)，研究人员发现LCs缺陷呈现渐进性特点。在E17.5，对照组和Znf750 cKO表皮中CD45⁺细胞数量都相对较少，两者差异不大；但到E18.5，对照组表皮LCs数量显著增加，而Znf750 cKO中则没有这种增加趋势。细胞周期和凋亡分析显示，LCs在Znf750 cKO表皮中增殖和凋亡没有显著改变，表明ZNF750主要影响LCs的维持而非其存活或增殖能力。

ZNF750通过调控IL-34表达影响LCs发育

机制研究表明，ZNF750直接结合IL-34基因上游的一个增强子区域(eIL34)，该区域富含活性组蛋白标记H3K27ac。荧光素酶报告实验证实这一增强子在分化角质形成细胞中具有活性，且其活性依赖于ZNF750结合位点。在Znf750 cKO新生鼠表皮中，IL-34 mRNA表达水平下降约4倍，而邻近基因表达不受影响。ZNF750在角质形成细胞中的过表达足以诱导IL-34表达上调。

研究结论表明，ZNF750作为角质形成细胞分化的核心调控因子，同时通过直接调控IL-34表达，以旁分泌方式协调表皮免疫细胞特别是朗格汉斯细胞的发育。这一发现揭示了表皮物理屏障和免疫屏障协同发育的分子桥梁，对理解银屑病等皮肤炎症疾病的发病机制具有重要意义。研究人员还发现，银屑病患者皮损组织中IL-34和LCs标志物表达下调，提示ZNF750-IL34-LCs轴可能在人类皮肤疾病中同样发挥重要作用。

该研究的创新性在于发现单个组织特异性转录因子可以同时协调物理屏障和免疫屏障的发育，为组织发育中不同细胞类型协同分化的调控机制提供了新范式。虽然研究存在一定局限性，如Znf750 cKO新生鼠的早期致死限制了成年期研究，以及缺乏直接的IL-34救援实验验证，但这些发现仍为未来开发针对皮肤屏障疾病的细胞因子替代疗法奠定了重要理论基础。