p53/SIRT6调控FOXO1转录促进糖尿病皮肤成纤维细胞自噬的作用及机制研究

Skin fibroblasts play a critical role in diabetic wound healing. Our previous work has demonstrated that advanced glycation end products (AGEs) could affect fibroblasts proliferation and diabetic dermopathy development by inducing skin fibroblasts autophagy. Further experiments suggest that p53 and FOXO1 may play a role in AGEs-mediated autophagy activation in skin fibroblasts. Therefore, we speculate that AGEs can decrease p53/SIRT6 dependent FOXO1 nuclear exclusion and increased FOXO1 transcriptional activity. FOXO1 nuclear localization could promotes autophagy by upregulation of autophagy-related genes expression and suppression of autophagy negative regulator mTOR. By further using chromatin immunoprecitation and dual-luciferase reporter gene assay to investigate interplay between p53/SIRT6 and FOXO1, the present study was to explore the molecular mechanisms responsible for skin fibroblasts autophagy in the development of diabetic wound healing. This research may shed new lights into the role of autophagy in diabetic dermopathy, and provide clues for developing effective diabetic ulcers therapeutic strategies.

皮肤成纤维细胞在糖尿病创面愈合中起关键作用。我们前期研究已证明糖基化终末产物(AGEs)通过抑制皮肤成纤维细胞增殖影响创面愈合，该过程与AGEs介导的皮肤成纤维细胞自噬增强密切相关；进一步实验表明自噬增强与p53表达下调及FOXO1表达增加有关。基于此，我们提出糖尿病皮肤成纤维细胞自噬激活的可能机制：AGEs通过抑制p53及其靶基因SIRT6表达来增强FOXO1转录活性，FOXO1转录活性增强通过介导自噬相关基因转录及抑制自噬负性调控分子mTOR表达，最终促进皮肤成纤维细胞自噬激活。本项目拟进一步采用 ChIP、双萤光素酶报告基因等方法，旨在获得p53/SIRT6调控FOXO1参与AGEs促糖尿病皮肤成纤维细胞自噬激活的可靠证据，并探讨抑制这一事件对糖尿病皮肤创面愈合的重要性和意义。本项目有望揭示自噬在糖尿病皮肤病变中的作用，为糖尿病皮肤病变治疗新靶点的确立提供科学依据。

糖尿病创面难愈是亟待解决的临床问题，而参与创面愈合最为关键的胶原蛋白由皮肤成纤维细胞分泌。我们研究证明，在人及大鼠皮肤组织均出现局部皮肤菲薄以及胶原减少等形态学异常。进一步研究发现糖基化终末产物(AGEs)刺激下，糖尿病皮肤成纤维细胞局部胶原蛋白表达减少。与此同时，AGEs刺激可以激活人皮肤成纤维细胞自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I以及Beclin-1表达。我们进行后续试验进一步明确自噬与胶原表达的关系，肯定了AGEs导致成纤维细胞胶原合成减少是由于AGEs介导的自噬激活所致。既往研究提示，转录因子FOXOs的亚细胞定位参与自噬及相关基因表达调控，故随后研究集中在FOXOs浆核转移对皮肤成纤维细胞自噬激活的影响。我们的研究表明，AGEs刺激下FOXO3a由胞浆转移到胞核，参与皮肤成纤维细胞自噬激活并因此延缓糖尿病伤口愈合。紧接着，我们在体内条件下获得si-FOXO3a通过抑制大鼠皮肤局部自噬激活促进糖尿病伤口愈合的直接证据。综上，本课题结果提示，慢性高血糖状态下，FOXO3a的转录活性增强，激活皮肤成纤维细胞自噬，进而导致成纤维细胞胶原分泌减少，最终参与糖尿病创面愈合困难；而抑制局部FOXO3a表达有助于增加局部胶原表达并加快创面愈合。上述研究有望为确定糖尿病创面的治疗靶点提供具有切实价值的参考证据。