土茯苓(Smilacis Glabrae Rhizoma, SGR)在高尿酸条件下调控IL?17诱导HaCaT细胞模型中ERK/JNK/p38 MAPK通路的作用机制

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Mechanism of Smilacis Glabrae Rhizoma regulating the ERK/JNK/p38 MAPK pathways in a HaCaT cell model induced by IL-17 under hyperuricemic conditions

　　

背景与目的：银屑病患者中高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)患病率显著升高，且共病患者病情往往更重，但二者共病的潜在机制尚未完全阐明。本研究在模拟银屑病合并高尿酸血症的体外模型中，即高尿酸条件下白细胞介素?17(interleukin?17, IL?17)诱导的HaCaT角质形成细胞过度增殖模型，探讨土茯苓含药血清(SGR?containing serum, SGRS)基于细胞外信号调节激酶(extracellular signal?regulated kinase, ERK)/c?Jun氨基末端激酶(c?Jun N?terminal kinase, JNK)/p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen?activated protein kinase, p38 MAPK)通路的潜在治疗作用。 方法：将HaCaT细胞按不同干预方式分组：对照组(不予处理)、IL?17组(80 ng/mL IL?17)、IL?17+尿酸(uric acid, UA)组(0.15 g/L UA)、IL?17+UA+PD98059(ERK抑制剂PD, 100 nmol/L)组、IL?17+UA+SP600125(JNK抑制剂SP, 100 nmol/L)组、IL?17+UA+SB203580(p38抑制剂SB, 100 nmol/L)组、IL?17+UA+空白含药血清(vehicle?serum, VS)组及IL?17+UA+SGRS组。检测细胞增殖活性、细胞凋亡与细胞周期分布，以及磷酸化ERK(phosphorylated ERK, p?ERK)、p?JNK、p?p38蛋白表达水平。 结果：与单独IL?17刺激相比，IL?17+UA组细胞增殖活性升高，G2/M期细胞比例及凋亡率降低，p?ERK、p?JNK和p?p38表达上调(P < 0.05)；与IL?17+UA组相比，IL?17+UA+PD、IL?17+UA+SP、IL?17+UA+SB及IL?17+UA+SGRS组细胞增殖活性降低，G2/M期细胞比例及凋亡率升高(P < 0.05)；相应MAPK通路抑制剂分别显著降低p?ERK、p?JNK、p?p38蛋白表达，SGRS处理后三者均下调(P < 0.05)。 结论：SGRS可通过同时抑制ERK、JNK和p38 MAPK三条通路的激活，有效抑制高尿酸环境下银屑病样HaCaT细胞的异常增殖并促进其凋亡。

论文解读：《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表研究——土茯苓在高尿酸条件下调控IL?17诱导HaCaT细胞中ERK/JNK/p38 MAPK通路的作用机制

【研究背景】

银屑病(psoriasis)是一种慢性自身免疫性炎症性疾病，主要病理改变为角质形成细胞(keratinocyte)过度增殖及表皮细胞更替加快。高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)是人体嘌呤代谢障碍导致血尿酸(uric acid, UA)水平异常升高的代谢性疾病，特征为尿酸盐结晶沉积。临床流行病学显示银屑病患者HUA患病率显著高于健康人群，中重度银屑病更易合并HUA，但银屑病与HUA相互作用及共病加重皮肤损害的分子机制尚不明确。土茯苓(Smilacis Glabrae Rhizoma, SGR)是传统中药，具解毒除湿、通利关节之效，现代药理研究表明其含甾体皂苷、黄酮、多糖及酚酸等成分，可抑制炎症因子释放、调节免疫细胞功能，对银屑病及痛风(与HUA相关)有一定疗效，网络药理学预测MAPK通路可能是其干预靶点，但尚需细胞实验验证。因此研究人员建立IL?17联合高尿酸诱导的HaCaT细胞共病模型，探究SGR含药血清(SGRS)对ERK/JNK/p38 MAPK通路的调控作用。

【主要关键技术方法】

研究人员制备SD大鼠SGR含药血清(SGRS)与空白含药血清(VS)，采用人永生化角质形成细胞系HaCaT构建细胞模型，分组为对照、IL?17(80 ng/mL)、IL?17+UA(0.15 g/L)、IL?17+UA+ERK抑制剂PD98059、IL?17+UA+JNK抑制剂SP600125、IL?17+UA+p38抑制剂SB203580、IL?17+UA+VS及IL?17+UA+SGRS组。主要检测技术包括：MTT法检测细胞增殖活性，FITC?VAD?FMK荧光探针结合流式细胞术检测细胞凋亡、碘化丙啶(propidium iodide, PI)染色结合流式细胞术检测细胞周期，Western blotting检测p?ERK/ERK、p?JNK/JNK、p?p38/p38蛋白相对表达，采用单因素方差分析(one?way ANOVA)及重复测量方差分析进行统计学处理。

【研究结果】

3.1 Effects of IL?17 and UA on the biological functions of HaCaT

与对照组相比，IL?17组及IL?17+UA组在48、72、96 h细胞增殖活性显著升高，G2/M期细胞比例显著降低，48 h凋亡细胞数显著减少，p?ERK、p?JNK、p?p38蛋白表达显著上调(P < 0.05)；且IL?17+UA组各指标变化幅度大于IL?17组(P < 0.05)。结论：IL?17与高浓度UA协同促进HaCaT细胞异常增殖、抑制凋亡，并协同激活ERK/JNK/p38 MAPK通路磷酸化。

3.2 Effects of MAPK pathway inhibition on the biological functions of HaCaT treated with IL?17 and UA

与IL?17+UA组相比，加入PD98059、SP600125、SB203580的各组在48、72、96 h细胞增殖活性降低，G2/M期细胞比例升高，48 h凋亡细胞数增多(P < 0.05)；相应抑制剂分别显著降低p?ERK、p?JNK、p?p38相对表达量(P < 0.05)。结论：特异性抑制ERK、JNK或p38 MAPK通路可逆转IL?17+UA诱导的HaCaT细胞恶性表型，证实MAPK通路参与银屑病?HUA共病细胞模型病理过程。

3.3 Effects of SGR regulation of the MAPK pathway on the biological functions of HaCaT treated with IL?17 and UA

与IL?17+UA组相比，IL?17+UA+SGRS组在48、72、96 h细胞增殖活性降低，G2/M期细胞比例升高，48 h凋亡细胞数增多，p?ERK、p?JNK、p?p38蛋白相对表达均下调(P < 0.05)。结论：SGRS能改善IL?17与高尿酸共同诱导的HaCaT细胞过度增殖与凋亡抵抗，作用机制为同时抑制ERK、JNK和p38 MAPK通路激活。

【讨论与结论翻译】

讨论指出，本研究证实高水平UA可使HaCaT细胞滞留于G2/M期并抑制正常凋亡程序，与IL?17协同放大MAPK通路磷酸化从而驱动角质形成细胞异常增殖；SGRS可通过抑制三条MAPK亚通路逆转上述表型。研究局限性包括体外模型缺乏体内免疫微环境、UA激活MAPK的上游受体未明、SGRS中具体起效单体成分未鉴定、HaCaT细胞系与原代银屑病患者角质形成细胞存在差异。

结论(原文翻译)：SGRS可通过降低ERK、JNK和p38 MAPK通路的磷酸化水平，有效逆转高尿酸条件下银屑病样HaCaT细胞的恶性表型。尽管数据显示SGRS处理导致三条通路活化减弱，但其精确分子机制(是直接抑制上游激酶抑或通过信号串扰间接调控)尚需进一步研究。