活性气体分子硫化氢对RNASET2介导的黑素细胞损伤保护作用及机制研究

Our recent genome-wide association study identified a link between vitiligo and genetic variants in the ribonuclease T2 (RNASET2) gene in 2010.Our previous study found that: high expression of RNASET2 protein induced by stress conditions have the dual roles of "oxidative stress" and "apoptosis"; Based on the latest literature that H2S can protect the cells by inhibiting "oxidative stress" and " apoptosis ". Then, we speculate the possible role and mechanism that: (1) H2S may protect melanocytes injury mediated by RNASET2 overexpression through its biological effect of anti-oxidative stress, anti -apoptosis and anti-inflammation.; (2) H2S may exert its biological effect by changing the TRAF2 domain of the physical structure of RNASET2 , block the direct combination of protein RNASET2 and TRAF2 , and then turn off further activation of apoptotic pathways. Therefore, we plan to explore protective effects and mechanisms of H2S on RNASET2 induced human melanocytes dysfunction by application of in vitro cell model and provide evidence for potential treatment of vitiligo from bench to the bedside.

2010年我们通过全基因组关联研究首次报道了白癜风易感基因：分泌性核酸酶RNASET2。我们前期研究发现：应激介导下高表达的RNASET2 蛋白具有“氧化应激”和“促凋亡”的双重作用，同时，最新文献证实H2S可以通过抗“氧化应激”和 “抑制凋亡”作用对细胞起到保护作用。基于此，我们推断：（1）H2S通过其抗氧化应激、抗凋亡及抗炎等生物学效应对RNASET2介导的黑素细胞损伤起到保护作用；（2）H2S可能通过改变RNASET2物理结构中的TRAF2结构域，阻断RNASET2与TRAF2蛋白的直接结合，关闭凋亡通路的进一步激活，从而发挥其保护细胞的生物学活性。因此，我们拟应用体外细胞模型探讨H2S对RNASET2介导的黑素细胞损伤的保护作用及分子机制，为白癜风潜在的治疗措施提供转化医学科研基础。

研究背景：研究发现H2S在体内发挥广泛的生物学效应，其在多个系统及其疾病的发生发展中起着重要的生理作用和病理生理意义。白癜风是一种由表皮黑素细胞减少或损毁所致的获得性色素脱失性皮肤病。氧化应激是白癜风发病的重要机制之一，它在黑素细胞的破坏中不但发挥了始动作用，也是后期自身免疫损伤过程中的效应放大者。本课题的目的：探讨硫化氢（H2S）于黑素细胞抗氧化应激的作用及机制，由此开发治疗白癜风的新靶点。探讨硫化氢（H2S）于黑素细胞抗氧化应激的作用及机制，由此开发治疗白癜风的新靶点。.研究内容及研究结果：首先，通过向原代培养人黑素细胞（HEMs）中外源性加入硫氢化钠（NaHS--H2S的供体）以及内源性过表达慢病毒（OE CSE）转染原代黑素细胞（HEMS）来提高黑素细胞中H2S的含量。首次在皮肤病领域对H2S于黑素细胞及白癜风的作用进行了初探，证实了活性气体分子H2S对原代黑素细胞（HEMS）具有促增殖作用，并在氧化应激条件下对黑素细胞具有保护作用。其次，为了进一步观察硫化氢（H2S）对于黑素细胞中氧化还原平衡的影响，本课题利用DCFH-DA细胞内活性氧荧光探针及WST-1法检测了硫化氢（H2S）对原代黑素细胞（HEMS）中氧化剂--活性氧簇（ROS）水平及抗氧化剂--超氧化物歧化酶（SOD）活力的影响。结果发现硫化氢（H2S）可以降低氧化应激条件下黑素细胞中的ROS水平并提高抗氧化酶SOD的活力。活性气体分子硫化氢（H2S）增强了黑素细胞的抗氧化应激能力，在一定程度上恢复氧化还原平衡。最后，检测了活性气体分子硫化氢（H2S）对于原代黑素细胞（HEMS）中与黑素合成相关的基因及蛋白表达水平的影响，并对硫化氢（H2S）在HEMS中发挥抗氧化应激作用的可能机制进行了初探。结果显示外源性H2S供体NaHS可以上调原代黑素细胞（HEMs）中CSE的蛋白表达水平，并使黑素细胞中与黑素合成相关的MITF、TYR及TRP-1的mRNA和蛋白表达水平升高；过表达CSE的原代黑素细胞，其与黑素合成相关的MITF、TYR及TRP-1的mRNA和蛋白表达水平均升高，由此可见H2S/CSE通路可以促进黑素细胞合成黑素的能力；HEMs中CSE的过表达会下调HO-1 mRNA和蛋白的表达水平，提示H2S/CSE通路参与了黑素细胞中Nrf-2/HO-1信号通路抗氧化应激功能的调控。