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为探究 MCPIP3 在皮肤中的具体作用,研究人员以人正常表皮角质形成细胞(NHEKs)和小鼠为研究对象,开展 MCPIP3 对皮肤影响的研究。结果发现 MCPIP3 可调节角质形成细胞增殖与分化平衡,这为理解皮肤疾病发病机制提供了新视角。
皮肤作为人体最大的自我更新器官,就像一道坚固的防线,保护着我们的身体免受外界的侵害。而角质形成细胞(keratinocytes)作为表皮的主要细胞类型,其增殖和分化过程就如同精密的齿轮,一旦出现故障,皮肤的屏障功能就会受到影响,引发各种皮肤疾病。比如,慢性炎症性皮肤病,像银屑病(psoriasis)或特应性皮炎,就是由于角质形成细胞的过度增殖和分化异常导致的。
单核细胞趋化蛋白诱导蛋白 3(Monocyte chemoattractant protein-induced protein 3,MCPIP3),这个神秘的 “调控者”,在皮肤疾病的研究中逐渐进入人们的视野。此前研究发现,MCPIP1 在角质形成细胞中对维持皮肤完整性和免疫功能起着关键作用,而 MCPIP3 与 MCPIP1 结构相似,且在银屑病病变中的表达增加。然而,MCPIP3 在角质形成细胞和表皮生物学中的具体作用却一直是个谜。
为了揭开这个谜团,来自波兰雅盖隆大学(Jagiellonian University)、奥地利维也纳医科大学(Medical University of Vienna)等多个研究机构的研究人员,踏上了探索之旅。他们开展了一系列研究,最终发现 MCPIP3 是调节表皮形态和角质形成细胞增殖与分化平衡的重要因子,这一发现发表在《Cell Communication and Signaling》上,为皮肤疾病的研究开辟了新的道路 。
研究人员在探索 MCPIP3 的奥秘时,采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,对 NHEKs 进行体外分化、刺激和转染等操作;在动物实验中,构建了角质形成细胞特异性敲除 MCPIP3 的小鼠(Mcpip3loxP/MaxPKrt14Cre,即MCPIP3EKO小鼠);同时,运用 RNA 测序(RNA-seq)分析皮肤基因表达变化,通过免疫荧光染色和 Western blot 分析等技术检测相关蛋白的表达情况 。
刺激角质形成细胞可上调 MCPIP3 表达
研究人员首先对 NHEKs 中 MCPIP3 的表达模式展开研究。在体外分化实验中,发现 MCPIP3 蛋白水平在分化过程中无显著变化,但在分化第 3 天出现约 50% 的下降。而当用促炎因子刺激 NHEKs 时,惊喜地发现 TPA、IL-17a、IL-36α 和 TNF-α 能显著上调 MCPIP3 的转录和蛋白水平。这一结果表明,MCPIP3 的表达受到多种因素的调控,在皮肤应对外界刺激的过程中可能发挥着重要作用。
MCPIP3 缺失导致小鼠表皮增生
为了进一步探究 MCPIP3 在体内的作用,研究人员构建了MCPIP3EKO小鼠。通过对小鼠的观察和分析发现,虽然MCPIP3EKO小鼠出生时没有明显的表型异常,但随着生长,其表皮厚度显著增加,表皮增殖率也明显提高。RNA 测序结果显示,MCPIP3EKO小鼠皮肤中与细胞周期进展、脂肪酸代谢过程和皮肤发育相关的基因表达发生了显著变化。这说明 MCPIP3 在维持表皮正常形态和细胞增殖分化平衡方面起着不可或缺的作用。
TPA 和 IMQ 加剧 MCPIP3 缺失导致的表皮异常
接着,研究人员用 TPA 和 IMQ 对MCPIP3EKO小鼠进行处理,观察皮肤的反应。结果发现,TPA 处理后,MCPIP3EKO小鼠的表皮增生更加明显,还出现了过度角化的现象;IMQ 处理后,MCPIP3EKO小鼠的表皮增生和分化异常也加剧了,相关基因的表达水平发生了显著变化。这表明 MCPIP3 缺失会使皮肤对这些刺激更加敏感,进一步证实了 MCPIP3 在调节表皮对外部刺激反应中的重要性。
MCPIP3 调节角质形成细胞增殖和分化相关标志物的表达
在 NHEKs 中,研究人员通过转染 MCPIP3 特异性 siRNA,发现 MCPIP3 的沉默会导致角质形成细胞增殖相关基因(如 KRT14 和 CCNB1)的转录水平升高,而分化相关基因(如 KRT1、KRT10 和 FLG)的转录水平降低。同时,还观察到一些与终末分化程序激活相关的因子转录增加。这说明 MCPIP3 在调节角质形成细胞增殖和分化过程中发挥着关键作用,影响着细胞的命运。
综合研究结果和讨论部分,MCPIP3 在表皮生物学中扮演着重要角色,它是调节角质形成细胞增殖和分化平衡的关键因子。在正常情况下,MCPIP3 维持着表皮的正常形态和功能;而当 MCPIP3 缺失时,会导致表皮增生、分化异常,皮肤对外部刺激的反应也会发生改变。
这一研究成果具有重要的意义。它为深入理解皮肤疾病的发病机制提供了新的视角,尤其是在银屑病等角质形成细胞异常增殖的疾病方面。通过揭示 MCPIP3 的作用,为开发新的诊断和治疗策略奠定了基础。未来,对 MCPIP3 在不同皮肤疾病中的进一步研究,有望为患者带来更多的希望,让皮肤疾病的治疗迎来新的突破。