FOSL1通过调控IL-17信号通路促进角质形成细胞迁移与皮肤创面修复的机制研究

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对皮肤创面修复中角质形成细胞(Keratinocytes, KC)迁移与增殖的调控机制展开探索。通过生物信息学分析和动物模型实验,研究人员发现转录因子FOSL1在创伤修复过程中显著上调,并通过激活IL-17信号通路促进KC迁移与增殖,加速表皮再生。该研究揭示了FOSL1/IL-17轴在创面修复中的关键作用,为慢性难愈性创面的治疗提供了新靶点。

  

皮肤作为人体最大的器官,其屏障功能的完整性对健康至关重要。然而,创伤后的修复过程常因角质形成细胞(Keratinocytes, KC)迁移受阻而导致慢性创面或瘢痕形成。尽管已知KC的再上皮化(Re-epithelialization)是修复关键步骤,但调控这一过程的分子机制尚未完全阐明。尤其令人困惑的是,转录因子FOSL1(Fos-like antigen-1)虽在肿瘤和炎症疾病中作用明确,但其在创伤修复中的功能仍是未解之谜。

为解决这一科学问题,暨南大学附属第一医院的研究团队通过整合生物信息学与实验验证,首次揭示了FOSL1通过IL-17信号通路调控KC行为的分子机制。研究发现,FOSL1在创伤后第3天表达达峰,与IL-17A/IL-17RA的时空表达高度同步。通过构建小鼠背部全层皮肤缺损模型和体外HaCaT细胞实验,证实FOSL1过表达可加速创面闭合达30%,而使用IL-17抑制剂Secukinumab则完全阻断了FOSL1的促修复效应。该成果发表于《Scientific Reports》,为靶向FOSL1/IL-17轴的治疗策略提供了理论依据。

研究采用三大关键技术:1)基于GSE30355数据集的WGCNA(加权基因共表达网络)分析筛选KC特异性模块基因;2)建立小鼠创伤夹板模型并通过皮下注射重组FOSL1蛋白进行功能验证;3)结合EdU增殖检测、Transwell迁移实验和Western blot等多维度评估细胞行为。

主要研究结果
FOSL1在创伤修复中的差异表达
通过分析GSE30355数据集发现,FOSL1是KC特异性MEpink模块的核心节点(网络连接度>0.3)。小鼠模型中,FOSL1蛋白在创伤后第3天表达量较基线升高4.2倍(p<0.01),与IL-17A/IL-17RA的峰值表达呈正相关。

FOSL1促进体内创面愈合
在夹板模型中,FOSL1治疗组第7天创面面积较对照组缩小52%(p<0.001)。HE染色显示,FOSL1组再上皮化速度加快,表皮层厚度增加1.8倍,且胶原排列更有序。

FOSL1增强KC增殖迁移能力
过表达FOSL1使HaCaT细胞EdU阳性率提升至67.3%(对照组41.5%),划痕实验显示迁移速度提高2.1倍。相反,shRNA沉默FOSL1导致细胞凋亡率上升至28.6%(对照组9.8%)。

IL-17信号通路的关键介导作用
Western blot证实FOSL1过表达使IL-17A和IL-17RA蛋白水平分别上调3.5倍和2.7倍。加入IL-17抑制剂后,即使过表达FOSL1,HaCaT迁移能力仍下降至基础水平的60%。

这项研究首次系统阐明了FOSL1通过"FOSL1→IL-17A/IL-17RA→KC增殖迁移"的分子轴促进创面修复的机制。特别值得注意的是,FOSL1对IL-17通路的调控具有双向性——既受其表达水平影响,又可被IL-17抑制剂完全阻断,这为开发精准干预策略提供了可能。在转化医学层面,该发现为糖尿病足溃疡等慢性创面的治疗提供了新思路:通过局部调控FOSL1-IL-17信号网络,有望突破现有生长因子疗法的局限性。未来研究可进一步探索FOSL1在瘢痕形成与组织纤维化中的双重角色,以及其与TRAF3/NF-κB等其他已知通路的交互作用。

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