解码皮肤衰老新机制：KNG1通过调控MMP1/MMP9、MME和EPHX2介导胶原与弹性纤维降解

本研究针对皮肤内源性衰老机制不明及缺乏特异性生物标志物的问题，开展了KNG1在皮肤衰老中作用机制的主题研究。通过蛋白质组学分析发现KNG1在衰老皮肤中显著上调，功能实验证实KNG1过表达导致真皮萎缩、胶原/弹性纤维减少及氧化应激增加，而敲低KNG1则改善衰老表型。机制上揭示KNG1通过MMP1/MMP9促进胶原降解、通过MME介导弹性纤维分解、通过EPHX2加剧氧化应激。该研究首次阐明KNG1作为皮肤衰老关键调控因子，为抗衰老靶点开发提供了新方向。

　　

随着人口老龄化加剧，皮肤衰老已成为备受关注的健康问题。皮肤作为人体最大的器官，其衰老过程表现为皱纹增加、皮肤松弛和弹性丧失，严重影响人们的生活质量和社会心理健康。皮肤衰老可分为外源性衰老（主要由紫外线等环境因素引起）和内源性衰老（随时间推移自然发生）。尽管科学界对皮肤衰老已有一定认识，但其具体分子机制尚未完全阐明，特别是缺乏特异性的生物标志物和有效的干预靶点。

在发表于《npj Aging》的这项研究中，张新月、杨新宇等研究人员通过综合运用多种实验技术，揭示了kininogen-1（KNG1）在皮肤内源性衰老中的关键作用及其分子机制。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：使用3、9、15、18月龄C57BL/6J雌鼠和人类不同年龄的皮肤样本（包括眼睑和防晒背部皮肤）进行年龄相关性分析；通过定量4D蛋白质组学测序筛选差异表达蛋白；利用慢病毒皮下注射技术实现KNG1的过表达和敲低；采用免疫组化、Western blot、Masson三色染色、Gomori醛品红染色等技术评估皮肤形态学、胶原/弹性纤维变化及分子表达；通过细胞增殖实验（EdU染色）和衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）染色分析细胞增殖和衰老状态。

KNG1在皮肤内源性衰老过程中表达水平升高

研究人员通过对3月龄和15月龄C57BL/6J小鼠背部皮肤进行定量4D蛋白质组学测序分析，共鉴定出5554种蛋白质，其中141种为差异表达蛋白。KNG1是p值变化最显著的前20种蛋白之一，在15月龄组中表达显著上调（变化倍数为1.58倍）。免疫组化和Western blot分析进一步证实，KNG1在小鼠皮肤中的表达随年龄增长而增加。在人类皮肤研究中，通过分析GEO数据集GSE106940和免疫组化检测发现，KNG1在老年人防晒皮肤和眼睑皮肤中表达同样上调，表明KNG1在皮肤内源性衰老过程中保守性上调。

KNG1过表达诱导衰老相关的真皮萎缩表型

为了探究KNG1在皮肤衰老中的功能，研究人员通过皮下注射慢病毒实现KNG1的敲低和过表达。研究发现KNG1过表达导致6月龄小鼠皮肤和真皮厚度减少，而敲低KNG1则增加这些参数。细胞增殖实验显示KNG1过表达显著减少EdU染色细胞数量，敲低则增加细胞增殖。衰老标志物分析表明KNG1过表达降低Lamin B1表达并增加SA-β-gal染色，而敲低KNG1则获得相反效果。在18月龄老年小鼠中敲低KNG1同样能够增加真皮厚度和Lamin B1表达，证实KNG1在调控皮肤衰老中的关键作用。

KNG1通过MMP9和MMP1调控皮肤胶原纤维降解

Masson三色染色显示KNG1过表达导致真皮胶原结构稀疏紊乱，胶原纤维碎片化且密度降低，而敲低KNG1则增加胶原密度和排列有序性。蛋白质相互作用分析发现KNG1与MMP9存在相互作用（结合评分0.474）。免疫组化和Western blot分析表明KNG1过表达上调MMP9表达，敲低则下调其表达。考虑到MMP1是皮肤真皮中最主要的胶原酶，研究人员进一步发现KNG1同样调控MMP1表达。这些结果表明KNG1通过MMP9和MMP1介导皮肤胶原纤维降解。

KNG1通过MME调控真皮弹性纤维降解

Gomori醛品红染色显示KNG1过表达导致真皮弹性纤维面积减少，纤维碎片化，而敲低KNG1则增加弹性纤维面积，纤维更细长且多方向排列。免疫组化分析发现KNG1过表达下调弹性蛋白（elastin, ELN）表达，敲低则上调其表达。通过STRING数据库筛选与KNG1相互作用的蛋白，发现膜金属内肽酶（membrane metallo-endopeptidase, MME）与KNG1密切相关。MME在皮肤内源性衰老过程中表达增加，实验证实KNG1过表达上调MME表达，敲低则下调其表达，表明KNG1通过调控MME介导弹性纤维降解。

KNG1通过EPHX2调控皮肤氧化应激水平

使用8-羟基-2'-脱氧鸟苷（8-OHdG）作为DNA氧化损伤标志物评估氧化应激水平，发现敲低KNG1减轻皮肤氧化应激，而过表达KNG1则加剧氧化应激。通过蛋白质相互作用分析发现环氧水解酶2（epoxide hydrolase 2, EPHX2）与KNG1存在相互作用。EPHX2在衰老过程中活性增加，破坏环氧二十碳三烯酸（EETs）/二羟基二十碳三烯酸（DHETs）平衡，导致氧化应激和慢性炎症加剧。实验证实KNG1过表达上调EPHX2表达，敲低则下调其表达，表明KNG1通过EPHX2调控皮肤氧化应激水平。

本研究首次系统阐明了KNG1在皮肤内源性衰老中的核心作用。研究发现KNG1在衰老皮肤中表达上调，通过多种分子机制促进皮肤衰老：通过上调MMP1和MMP9表达介导胶原纤维降解；通过上调MME表达促进弹性纤维分解；通过上调EPHX2表达加剧氧化应激。这些发现不仅揭示了皮肤衰老的新机制，而且确立了KNG1作为皮肤内源性衰老的生物标志物。

研究的重要意义在于为皮肤衰老提供了新的理论框架和治疗靶点。KNG1作为一个多功能的促炎和促氧化因子，通过协调调控细胞外基质降解和氧化应激两条关键通路，在皮肤衰老中发挥中枢调控作用。下调KNG1表达可能成为延缓皮肤衰老的有效策略，为开发新型抗衰老疗法提供了科学依据。该研究不仅增进了对皮肤衰老分子机制的理解，也为相关疾病如皮肤老化和皱纹形成的干预提供了新思路。