《Immunity, Inflammation and Disease》:TRIM28 Promotes Keratinocyte Proliferation and Invasion by Activating NLRP3/SGT1 Axis-Mediated Macrophage Pro-Inflammatory Polarization in an In Vitro Macrophage–Keratinocyte Co-Culture Model
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背景:巨噬细胞与角质形成细胞之间的串扰是皮肤炎症反应的重要组成成分。银屑病是一种慢性炎症性皮肤病,其特征为角质形成细胞增殖失调和免疫功能紊乱。虽然已知巨噬细胞的促炎活化会加剧银屑病炎症,但其潜在分子机制尚未完全阐明。TRIM28是一种多功能调节蛋白,可能在该过
背景:巨噬细胞与角质形成细胞之间的串扰是皮肤炎症反应的重要组成成分。银屑病是一种慢性炎症性皮肤病,其特征为角质形成细胞增殖失调和免疫功能紊乱。虽然已知巨噬细胞的促炎活化会加剧银屑病炎症,但其潜在分子机制尚未完全阐明。TRIM28是一种多功能调节蛋白,可能在该过程中发挥作用,但TRIM28是否在银屑病相关的炎症背景下调节巨噬细胞-角质形成细胞串扰仍不清楚。本研究设计为一项体外机制性研究,并未证实TRIM28在人类银屑病中的失调。因此,银屑病仅作为潜在疾病背景进行讨论,而非作为本数据直接支持的结论。
方法:将人THP-1单核细胞分化为巨噬细胞,并进行TRIM28敲低或过表达。通过流式细胞术(CD68/CD86/CD206)、细胞因子分泌(ELISA检测IL-6、TNF-α、IL-10)以及标志物表达(Western blot检测iNOS/Arg1)评估巨噬细胞极化状态。分别采用Western blot和免疫共沉淀评估NLRP3/SGT1轴及NLRP3 SUMO化修饰。通过Western blot检测cleaved caspase-1和成熟IL-1β表达,并通过ELISA检测分泌型IL-1β,进一步评估炎症小体相关活化。通过免疫共沉淀检测TRIM28与NLRP3的相互作用。使用Transwell共培养系统与HaCaT细胞研究对角质形成细胞的功能影响,测定增殖(CCK-8)和侵袭(Transwell实验)。挽救实验涉及NLRP3/SGT1敲低或SUMO化抑制(2-D08)。
结果:TRIM28过表达促进巨噬细胞M1样/促炎标志物表达,增加促炎细胞因子分泌,并升高NLRP3和SGT1表达,同时增强NLRP3 SUMO化。TRIM28过表达还增加cleaved caspase-1、成熟IL-1β和IL-1β分泌,而TRIM28敲低则产生相反效应。免疫共沉淀进一步显示TRIM28与NLRP3存在相互作用。相反,TRIM28敲低诱导巨噬细胞向M2样/抗炎标志物谱转变,并减少炎症。在共培养中,TRIM28过表达的巨噬细胞显著增强HaCaT细胞增殖和侵袭。这些效应可被NLRP3/SGT1沉默或SUMO化抑制所逆转,支持NLRP3/SGT1轴和NLRP3 SUMO化参与TRIM28介导的作用。
结论:TRIM28通过NLRP3 SUMO化激活NLRP3/SGT1轴,促进巨噬细胞促炎极化样改变,进而在体外巨噬细胞-角质形成细胞共培养系统中促进角质形成细胞增殖和侵袭。这些发现提示了炎症性巨噬细胞-角质形成细胞相互作用中一个潜在机制,但在将TRIM28与银屑病发病机制联系起来之前,仍需在银屑病组织、动物模型和临床数据集中进行验证。因此,本研究应被解读为一项基础机制研究,而非将TRIM28与银屑病关联的临床或疾病水平证据。
论文解读:TRIM28通过NLRP3/SGT1轴调控巨噬细胞极化及角质形成细胞功能的机制研究
银屑病是一种慢性免疫介导的炎症性皮肤病,全球约2%–3%人口受累,不仅表现为皮肤红斑鳞屑,还与抑郁、代谢综合征和心血管疾病等共病相关,严重影响患者生活质量。尽管针对IL-23、IL-17、TNF-α等通路的生物制剂显著改善了中重度银屑病的疗效,但该病仍存在慢性复发、部分患者应答不完全、继发性失效或停药后复发等问题。因此,深入探究调控角质形成细胞与免疫细胞相互作用的炎症回路,对于理解疾病生物学和寻找补充性机制靶点仍具重要意义。在银屑病发病中,巨噬细胞活化及表型可塑性发挥重要作用,M1样促炎巨噬细胞可通过分泌IL-23、TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症介质加剧炎症,而M2样巨噬细胞通常与组织修复和抗炎反应相关。巨噬细胞与角质形成细胞的串扰是皮肤炎症反应的关键环节,但驱动巨噬细胞促炎极化并影响角质形成细胞行为的分子机制尚未充分阐明。TRIM28(含三联基序蛋白28)是一种参与转录调控和表观遗传修饰的多功能蛋白,可通过泛素化和SUMO化修饰调节蛋白稳定性及信号通路,但其在巨噬细胞-角质形成细胞串扰中的具体作用仍不清楚。本研究旨在利用体外共培养模型,探讨TRIM28是否通过NLRP3/SGT1轴调控巨噬细胞极化,进而影响角质形成细胞增殖与侵袭,为炎症性皮肤疾病中的巨噬细胞-角质形成细胞相互作用提供机制性线索。
研究人员构建了TRIM28敲低和过表达的巨噬细胞模型,采用Western blot、流式细胞术、ELISA、免疫共沉淀(Co-IP)等技术,结合Transwell共培养系统,系统评估了TRIM28对巨噬细胞极化状态、NLRP3炎症小体相关活化、NLRP3 SUMO化水平以及HaCaT角质形成细胞增殖和侵袭能力的影响,并通过NLRP3/SGT1敲低和SUMO化抑制进行挽救实验。主要技术方法包括:使用PMA将THP-1单核细胞分化为巨噬细胞;通过siRNA敲低TRIM28、NLRP3、SGT1或转染TRIM28过表达质粒;利用流式细胞术检测CD68/CD86和CD68/CD206阳性细胞比例;采用ELISA检测IL-6、TNF-α、IL-10及IL-1β分泌水平;通过Western blot检测iNOS、Arg1、cleaved caspase-1、成熟IL-1β、NLRP3、SGT1及TRIM28蛋白表达;使用Co-IP检测TRIM28与NLRP3相互作用及NLRP3 SUMO化水平;通过Transwell共培养系统将巨噬细胞与HaCaT细胞共培养,采用CCK-8和Transwell侵袭实验评价HaCaT细胞增殖和侵袭能力。细胞系来源为iCell公司(THP-1细胞系号iCell-h213,HaCaT细胞系号iCell-h066)。
研究结果部分包括六个方面。第一,TRIM28调节巨噬细胞极化。Western blot验证了si-TRIM28(三条序列)和TRIM28过表达质粒的转染效率,其中si-TRIM28#1敲低效率最高,用于后续实验。流式细胞术显示,TRIM28敲低使CD68+CD86+ M1样巨噬细胞比例降至5%,而使CD68+CD206+ M2样巨噬细胞比例升至25%;TRIM28过表达则相反,M1样比例升至25%,M2样降至5%。ELISA结果显示,TRIM28敲低降低IL-6和TNF-α分泌,增加IL-10分泌,而TRIM28过表达产生相反效应。Western blot进一步证实,TRIM28敲低降低iNOS表达、升高Arg1表达,过表达则相反。这些结果说明TRIM28促进巨噬细胞向M1样/促炎表型偏移,抑制M2样/抗炎表型。第二,TRIM28影响NLRP3和SGT1表达、NLRP3 SUMO化及炎症小体相关活化。Western blot显示TRIM28敲低降低NLRP3和SGT1蛋白水平,同时减少cleaved caspase-1和成熟IL-1β;TRIM28过表达则升高这些分子水平。ELISA证实IL-1β分泌在敲低组下降、过表达组升高。Co-IP分析显示TRIM28过表达增加NLRP3 SUMO化水平,敲低则降低。表明TRIM28不仅调节NLRP3表达和SUMO化,还影响下游炎症小体相关信号。第三,TRIM28影响巨噬细胞介导的HaCaT细胞增殖和侵袭。CCK-8实验显示,与TRIM28敲低巨噬细胞共培养的HaCaT细胞活力降至60%,而与TRIM28过表达巨噬细胞共培养的活力升至140%。Transwell侵袭实验显示,TRIM28敲低使侵袭细胞数降至60%,过表达则升至180%,提示TRIM28诱导的促炎巨噬细胞样变化促进角质形成细胞增殖和侵袭。第四,NLRP3/SGT1轴和SUMO化是TRIM28介导巨噬细胞极化所必需的。Co-IP证实TRIM28与NLRP3在巨噬细胞中存在相互作用。在TRIM28过表达巨噬细胞中敲低NLRP3或SGT1,或使用SUMO化抑制剂2-D08,可显著逆转TRIM28过表达引起的CD68+CD206+ M2样细胞比例降低和CD68+CD86+ M1样细胞比例升高,同时逆转IL-6、TNF-α、IL-10分泌水平及iNOS和Arg1表达的变化。第五,NLRP3/SGT1轴和SUMO化参与TRIM28介导的炎症小体相关活化。Western blot显示,NLRP3敲低、SGT1敲低或2-D08处理可部分逆转TRIM28过表达引起的NLRP3、SGT1、cleaved caspase-1和成熟IL-1β升高。ELISA证实IL-1β分泌也被这些干预显著降低。Co-IP显示TRIM28过表达升高的NLRP3 SUMO化水平在敲低或抑制处理后减弱。第六,NLRP3/SGT1轴和SUMO化参与TRIM28过表达巨噬细胞介导的HaCaT细胞功能障碍。CCK-8和Transwell侵袭实验显示,NLRP3或SGT1敲低以及2-D08处理部分逆转TRIM28过表达引起的HaCaT细胞活力升高和侵袭细胞数增加。
讨论部分指出,本研究表明TRIM28通过增强NLRP3炎症小体活化和SUMO化,驱动促炎细胞因子分泌和M1样/促炎表型,进而加重角质形成细胞功能障碍。TRIM28与NLRP3的相互作用提示其可能通过蛋白质关联机制调节NLRP3,但TRIM28是否直接修饰NLRP3或招募其他SUMO化相关蛋白尚需阐明。本结果与TRIM家族其他成员(如TRIM14、TRIM27)在银屑病中上调并促进炎症的报道类似,但本研究未检测TRIM28在银屑病组织中的表达,因此不能推断TRIM28参与体内银屑病发病。研究还发现SUMO化抑制或NLRP3/SGT1敲低可逆转TRIM28驱动的巨噬细胞表型变化及角质形成细胞过度增殖,提示TRIM28可能作为支架蛋白稳定NLRP3-SGT1-HSP90复合物。研究局限性包括:仅在体外细胞系模型中进行,未检测人类银屑病皮损中TRIM28表达、未进行动物模型验证、未分析患者来源样本;NLRP3 SUMO化的具体E3 SUMO连接酶未知;巨噬细胞极化标志物有限;炎症小体相关结论仅基于cleaved caspase-1、成熟IL-1β和分泌IL-1β,未完全解析ASC斑点形成或caspase-1酶活性。研究结论为TRIM28在体外通过NLRP3 SUMO化激活NLRP3/SGT1轴,促进巨噬细胞促炎极化样转变,进而促进角质形成细胞增殖和侵袭。该发现为炎症性巨噬细胞-角质形成细胞相互作用提供了机制基础,但TRIM28是否直接参与银屑病发病仍需人类银屑病组织、患者来源样本、转录组数据集和体内模型的进一步验证。本研究的主要贡献在于机制层面,而非转化层面。