USP14信号通路在白癜风中的表达及其调控黑素合成及
转运的分子机制研究
刘影 宋智琦
大连医科大学附属第一医院
目的:明确白癜风皮损中USP14的表达及分布特征,阐明USP14信号通路调控β-catenin对黑素细胞黑素合成的分子机制;探讨蛋白酶体抑制剂对白癜风动物模型的治疗作用及其分子机制,为色素性皮肤病开发靶向USP14信号通路的药物提供重要的实验依据。
方法:1.临床样本收集及检测方法:收集我院26例白癜风皮损和25例健康对照正常皮肤组织,采用实时荧光定量 PCR 及 Western 印迹法分别检测表皮组织中 USP14 mRNA及蛋白的表达水平,免疫组织化学染色法检测白癜风皮损及健康对照皮肤组织中USP14的分布及定位情况。2.体外研究方法:流式细胞仪、Western印迹法检测腺病毒shRNA感染原代培养人表皮黑素细胞(HEMs)后细胞周期、黑素含量的变化及USP14相关蛋白的表达水平;免疫共沉淀法检测USP14与β-catenin分子间的相互作用;3.体内研究方法:建立H2O2诱导的白癜风豚鼠模型,观察实验前后豚鼠背部皮肤颜色的变化、皮肤色度仪检测实验前后皮肤色度L值;将豚鼠皮肤组织切片进行H&E、M&F及免疫组化染色,观察皮肤组织结构、黑素颗粒沉积情况及USP14相关蛋白的表达水平。
结果:1.白癜风皮损表皮组织中 USP14 mRNA及蛋白的表达水平较健康对照及非皮损组降低,同时其表达水平不受白癜风的性别、病期、严重程度、分型、皮损部位、发病年龄以及病程因素的影响;USP14主要分布于表皮全层细胞的细胞质中,而USP14在进展期及稳定期白癜风皮损表皮全层细胞的细胞质中少量表达。2.Ad上调或shRNA下调USP14表达能增加或降低HEMs中的黑素含量,能增加或降低HEMs胞浆中和细胞核中β-catenin蛋白的表达水平,并增加或降低MITF蛋白的表达水平;HEMs中USP14与β-catenin分子间具有内源性相互作用。3.通过外用5% H2O2建立白癜风豚鼠模型,结合色度仪检测结果显示:H2O2模型组豚鼠皮肤颜色较实验前L值增加,表明白癜风豚鼠模型构建成功;PS-341凝胶制剂外用能降低白癜风豚鼠模型皮肤L值,促进白癜风豚鼠表皮复色;组织切片染色结果显示PS-341凝胶制剂外用能增加豚鼠表皮黑素颗粒的沉积,能增加皮肤组织中USP14、β-catenin及MITF的表达,同时降低表皮组织中泛素化蛋白的表达水平。
结论:1.白癜风皮肤组织中的USP14活性降低,导致表皮组织内泛素化蛋白的降解减少,是白癜风黑素细胞黑素合成功能障碍的原因之一。2.USP14通过泛素-蛋白酶体途径调控β-catenin及MITF表达,影响黑素细胞的黑素合成。3.蛋白酶体抑制剂PS-341通过增强表皮组织内USP14的活性,能够抑制H2O2诱导的白癜风豚鼠模型中表皮组织的泛素化蛋白积累,并修复黑素细胞黑素合成功能。提示蛋白酶体有可能成为白癜风治疗的新靶点。