特应性皮炎免疫浸润与细胞周期枢纽基因的生物信息学分析及其治疗靶点发现

推荐：本研究通过整合生物信息学分析和实验验证，揭示了特应性皮炎(AD)中细胞周期枢纽基因(AURKA/BUB1B/CCNB1/MELK/TTK)与免疫细胞浸润的相互作用机制，发现这些基因通过PI3K-Akt等通路调控角质形成细胞周期并介导Th2/Treg免疫失衡，为AD精准治疗提供了新靶点。

　　

特应性皮炎（Atopic Dermatitis, AD）作为一种困扰15-20%儿童和10%成人的慢性炎症性皮肤病，其发病机制始终是皮肤科研究的重点难点。尽管已知Th2型免疫反应和皮肤屏障功能障碍是AD的核心特征，但角质形成细胞异常增殖与免疫微环境紊乱之间的分子桥梁仍不明确。近年来，随着生物信息学技术的发展，通过多组学数据挖掘关键调控节点成为破解复杂疾病机制的新途径。

上海皮肤病医院陈晓刚团队在《Biochemistry and Biophysics Reports》发表的研究，创新性地将生物信息学与免疫微环境分析相结合。研究人员首先从GEO数据库获取GSE182740（75例）和GSE5667（34例）两个临床队列的转录组数据，通过GEO2R筛选出979个差异表达基因（DEGs）。借助Metascape进行KEGG/GO富集分析发现，IL-17、TNF-α和PI3K-Akt等炎症通路显著激活。进一步通过STRING构建蛋白质互作网络，并利用Cytoscape的CytoHubba插件鉴定出AURKA、BUB1B、CCNB1、MELK和TTK这五个细胞周期调控枢纽基因。

关键技术包括：基于GEO2R的差异基因筛选（|logFC|>2, p<0.01）、Metascape通路富集分析、STRING蛋白质互作网络构建、ssGSEA免疫细胞浸润量化，以及TNF-α/IFN-γ诱导的HaCaT细胞炎症模型验证。

研究结果揭示：

1. 1.

   免疫浸润特征：ssGSEA分析显示AD病变中活化CD4⁺ T细胞、Th2细胞和Treg细胞显著浸润，其中Th2细胞与所有枢纽基因呈强正相关（p<0.01）。

2. 2.

   枢纽基因功能：这五个基因均参与有丝分裂调控，如AURKA通过AIM2炎症小体激活角质形成细胞炎症反应，CCNB1作为G₂/M期转换的关键调控因子。

3. 3.

   诊断价值：ROC曲线显示AURKA等基因的AUC>0.9，可作为AD诊断标志物。

4. 4.

   实验验证：TNF-α/IFN-γ刺激使HaCaT细胞中枢纽基因表达上调2-4倍（p<0.01），与临床样本趋势一致。

讨论部分指出，该研究首次系统阐释了细胞周期基因通过"角质形成细胞-免疫细胞"双向调控网络促进AD慢性化的机制。特别值得注意的是，MELK与肥大细胞浸润呈显著正相关（r=0.82），提示其可能作为连接表皮增生与过敏反应的关键节点。虽然研究存在样本量有限等局限性，但为临床转化提供了明确方向：已上市的抗癌药物如AURKA抑制剂Alisertib，因其可同时抑制炎症小体活化和细胞周期进展，或可被重新定位用于AD治疗。

这项研究的意义在于突破了传统"免疫异常"或"屏障缺陷"的单维度认知，揭示了细胞周期紊乱作为AD第三大核心病理特征的重要性，为开发针对角质形成细胞-免疫细胞互作的精准疗法奠定了理论基础。未来研究可进一步探索这些枢纽基因如何通过外泌体等途径调控局部免疫微环境，以及其在AD不同临床亚型中的特异性表达模式。