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为探讨银屑病中 LCN2 与 TWEAK/Fn14 通路的关联,研究人员分析三者表达及互作。发现 LCN2 与 Fn14 结合,协同 TWEAK 激活 MAPK 通路,促进炎症因子表达。揭示其协同机制,为银屑病治疗提供新方向。
银屑病是一种困扰全球超 6000 万人的慢性炎症性皮肤病,其核心问题在于角质形成细胞异常增殖、炎症细胞浸润及细胞间复杂互作机制不明。尽管已知 Lipocalin 2(LCN2)和 TWEAK/Fn14 信号通路在银屑病中对表皮发育、炎症细胞趋化和炎症因子释放至关重要,但两者的具体协同机制一直模糊不清。为解开这一谜团,西安交通大学第二附属医院等机构的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Cellular & Molecular Immunology》。该研究首次系统揭示了 LCN2 与 TWEAK 通过 Fn14 受体协同驱动银屑病进展的分子机制,为靶向治疗提供了关键理论依据。
研究主要采用了以下关键技术方法:收集银屑病患者(n=7 皮肤样本、n=12 血液样本)和健康对照(n=4 皮肤、n=10 血清)的临床样本;构建 imiquimod(IMQ)诱导的银屑病小鼠模型,并使用 Lcn2-/-和 Fn14-/-基因敲除小鼠;运用表面等离子体共振(SPR)、免疫共沉淀(Co-IP)、免疫荧光、多重免疫组化(mIHC)等技术验证蛋白互作与细胞定位;通过 RNA 测序(RNA-seq)分析基因表达谱变化;利用 ELISA、Western blotting 等检测炎症因子和信号蛋白水平。
LCN2 与 TWEAK、Fn14 表达呈正相关
通过对银屑病患者皮损和 IMQ 小鼠模型的分析发现,TWEAK、LCN2 和 Fn14 在病变皮肤中显著高表达,且 LCN2 与 TWEAK、Fn14 的表达水平呈正相关。RNA-seq 显示,IMQ 处理后小鼠皮肤中炎症相关基因(Lcn2、Il6、Tnfrsf12a)、角质形成细胞增殖标记(Krt5、Krt6)及分化标记(Krt1、Krt10)均显著上调。在 Lcn2-/-小鼠中,Fn14 和 TWEAK 蛋白水平显著降低,提示 LCN2 可能调控两者表达。
LCN2 与 Fn14 直接结合并促进巨噬细胞分化
SPR 和 Co-IP 实验证实,LCN2 与 Fn14 存在直接结合(KD=2.43×10-7M),免疫荧光显示两者在角质形成细胞膜上共定位。体外实验表明,LCN2 刺激巨噬细胞系 J774A.1 后,M1 型巨噬细胞标记(inos)和 TWEAK 分泌显著增加,同时激活 NF-κB 和 TRAF2 信号蛋白,提示 LCN2 通过促进 M1 极化和 TWEAK 释放加剧炎症。
LCN2 激活角质形成细胞中 TWEAK/Fn14-MAPK 通路
在角质形成细胞中,LCN2 以剂量和时间依赖方式上调 TWEAK 和 Fn14 表达,并激活 ERK1/2、JNK、p38 等 MAPK 通路成员。当与 M5 细胞因子(含 TNF-α、IL-17A 等)共刺激时,LCN2 与 TWEAK 协同增强炎症因子(IL23A、CXCL10)和基质金属蛋白酶(MMP9)的表达,进一步证实两者的协同促炎作用。
TWEAK 通过中性粒细胞上调 LCN2 表达
TWEAK 刺激可显著增加小鼠皮肤和中性粒细胞中 LCN2 的 mRNA 和蛋白水平,免疫组化显示 TWEAK 促进中性粒细胞浸润和 LCN2 释放。但在角质形成细胞中,TWEAK 单独或联合 M5 细胞因子均无法诱导 LCN2 表达,提示 TWEAK 对 LCN2 的调控具有细胞类型特异性,主要通过中性粒细胞实现。
Fn14 缺失阻断 LCN2/TWEAK 协同效应
在 Fn14-/-小鼠中,IMQ 诱导的角质形成细胞增殖标记(KRT5、KRT14)和 MAPK 通路活化显著减弱,LCN2 刺激也无法上调炎症因子。这表明 Fn14 是 LCN2/TWEAK 协同作用的关键受体,其缺失可阻断两者对银屑病样病变的促进作用。
研究结论与意义
本研究阐明了 LCN2 与 TWEAK 通过 Fn14 受体形成正反馈环路的分子机制:LCN2 由中性粒细胞和角质形成细胞分泌,结合 Fn14 后促进角质形成细胞增殖及 M1 巨噬细胞分化,进而释放 TWEAK;TWEAK 又通过中性粒细胞上调 LCN2,形成 “LCN2-TWEAK-Fn14” 协同促炎网络。该发现不仅揭示了银屑病中细胞间互作的新机制,还为开发靶向 LCN2、TWEAK 或 Fn14 的生物疗法提供了理论依据,有望突破现有治疗局限,为临床精准干预提供新方向。研究中使用的基因敲除动物模型和多组学技术,也为类似炎症性疾病的机制研究提供了方法论参考。