防御素介导银屑病的皮肤炎症与瘙痒

《Journal of Investigative Dermatology》：Defensins Mediate Skin Inflammation and Itch in Psoriasis

　　

摘要

银屑病是一种炎症性皮肤病，其特征为角质形成细胞来源的抗菌肽显著上调，尤其是β-防御素。然而，这些肽在皮肤炎症中的功能尚不明确。在本研究中，我们使用Defensin基因簇敲除小鼠来评估防御素在银屑病中作为神经免疫调节因子的潜在作用。在角质形成细胞中敲除防御素基因簇（Def cKO）可显著减轻咪喹莫特诱导的银屑病炎症，表现为过度角化、红斑、鳞屑以及炎症性细胞因子和趋化因子表达减少。此外，Def cKO小鼠的银屑病皮损中中性粒细胞和IL-17+ TCRγδ T细胞浸润减少，表明防御素在放大Th17免疫反应中发挥关键作用。行为分析进一步揭示，防御素缺失减轻了银屑病瘙痒，我们证明人β-防御素2可直接激活小直径Mrgpra3神经元引发强烈的搔抓行为。总体而言，本研究揭示了β-防御素通过激活中性粒细胞、17型免疫反应和致痒感觉神经元，在介导银屑病相关炎症和瘙痒中发挥重要作用，提示防御素信号通路可能是银屑病的潜在治疗靶点。

各章节摘要

引言

银屑病是一种慢性、免疫介导的炎症性皮肤病，影响约2%–3%的人口（Kamiya等，2019；Langley等，2005；Petit等，2021）。其临床特征包括红斑伴斑块、角质形成细胞（KC）过度增殖、中性粒细胞浸润以及剧烈瘙痒，均严重影响生活质量（Orsmond等，2021；Vijayapoopathi等，2023；Zhang等，2025）。IL-23/IL-17通路在驱动银屑病炎症中发挥核心作用（Di Cesare等，2009）

防御素在银屑病患者炎症角质形成细胞的亚群中高度表达

银屑病中防御素表达升高已被充分报道（Harder和Schr?der，2005；Jansen等，2009；?trajtenberger等，2024）。近期利用单细胞和空间技术对患者皮肤样本进行的整体转录组分析可进一步阐明银屑病皮损中防御素表达的空间模式以及产生防御素的具体角质形成细胞亚群。我们分析了公开可用的人体bulk RNA测序（RNAseq，GSE121212）（Tsoi等，2019）和单细胞

讨论

在本研究中，我们证明由炎症角质形成细胞分泌的防御素作为免疫细胞和感觉神经元的关键激活因子，驱动银屑病炎症和瘙痒。防御素的免疫调节作用已得到数十年的认识（Harder等，1997；Morizane和Gallo，2012；Semple和Dorin，2012；Yang等，1999）。但由于该基因座内部存在显著的基因冗余，其在银屑病中表达升高的功能意义长期以来一直未能解决（

小鼠品系及咪喹莫特诱导的银屑病模型

本研究中使用的动物模型包括C57BL/6J、Def cKO、Mrgpra3^DTA、Mrgpra3^Tdt、Pirt^Tdt、Pirt^Gcamp6s、Pirt^Salsa,和Nav1.8^Tdt。Def cKO小鼠由董新通博士构建（Dong等，2022）。C57BL/6J、ROSA^Tdt、ROSA^DTA、ROSA^Salsa和Nav1.8-cre小鼠购自杰克逊实验室（The Jackson Laboratory）。Pirt-cre、ROSA^Gcamp6s和Mrgpra3-cre品系购自约翰斯·霍普金斯大学（Han等，2013；Kim等，2008；Zhang等，2024）。所有实验均按照IACUC批准的方案进行。实验用鼠的年龄

组织病理学

皮肤样本经4%多聚甲醛（PFA）固定2天，随后在70%乙醇中过夜，石蜡包埋后切成10微米厚的切片。切片脱蜡后按厂商方案（Vector Laboratories）进行苏木精-伊红（H&E）染色。使用Keyence BZ-X800显微镜（Keyence）拍摄图像。免疫荧光实验中，皮肤样本经4%多聚甲醛（PFA）固定2天，随后在20%蔗糖中处理2天，再在30%

16S测序

通过在对照组和咪喹莫特处理组条件下对WT和Def cKO小鼠后颈部皮肤进行涂抹取样，收集皮肤微生物组样本。利用珠磨法结合酚-氯仿法从涂抹棒中提取微生物DNA。具体步骤为：将每根涂抹棒转移至含有0.3 g玻璃珠的无菌珠磨管中，同时加入提取缓冲液（含200 mM NaCl、200 mM Tris、20 mM EDTA、20%十二烷基硫酸钠）以及酚:氯仿:异戊醇。将涂抹棒压向

骨髓来源中性粒细胞的分离与刺激

从WT C57BL/6J小鼠的股骨和胫骨中提取骨髓，使用中性粒细胞分离试剂盒结合磁激活细胞分选（MACS，Miltenyi Biotec）按厂商说明分离中性粒细胞。通过流式细胞术验证中性粒细胞纯度（>95%），将10⁵个细胞接种至96孔板中。随后使用LPS（100 μg/mL，Sigma-Aldrich）、hBD2（10 μM，Anaspec）、hBD3（10 μM，Anaspec）和PMA（100 μg/mL，Sigma-Aldrich）进行

伦理声明

所有实验动物操作均经德克萨斯大学达拉斯分校机构动物护理与使用委员会（IACUC）批准。批准编号：2025-0192。

数据可用性声明

本研究所有支持研究结果的数据可向通讯作者索取。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

作者贡献声明

概念设计：SKB、XZD、XTD

数据整理：SKB、QZ、JT、XTD

形式分析：SKB、HY、JT、LGBF、YL、XTD

资金获取：WL、XZD、XTD

论文撰写——初稿：SKB、XTD

生成式人工智能（AI）或大语言模型（LLMs）声明：作者未在任何研究环节或论文撰写过程中使用AI/LLM。

致谢

本研究获得美国国家银屑病基金会探索奖（编号#1062013）和美国国立卫生研究院资助（编号1R01DK140039-01）支持，资助人为董新通博士。董新通博士担任本研究的担保人，负责处理任何发表后的相关问题。

Sharan Kumar Balaji｜Qin Zheng｜Huasheng Yu｜Joann Truong｜Luchiano Giovanni Benjamin Fernando｜Yining Liu｜Clara Shin｜Wenqin Luo｜Xinzhong Dong｜Xintong Dong

美国德克萨斯大学达拉斯分校生物科学系，得克萨斯州理查森，美国