SHARPIN驱动ST2调控特应性皮炎发病的分子机制研究

Our team have reported that loss of function of Sharpin cause pruritic eczema-like dermatitis, characterized by elevated IgE, type 2 cytokines and eosinophilic inflammation in the dermis. All the characteristics are similar to atopic dermatitis. The expression of SHARPIN also significantly decreases in AD lesions. Based on the above, SHARPIN is presumed to be associated with AD development. It is reported that the expression of IL-1 family member increase in Sharpin-defective mice, while IL-33, one of IL-1 family members, is demonstrated recently to combine with ST2 receptor to regulate AD development. It provides a new evidence of SHARPIN’s role in AD development, but the mechanism is still unclear. This project is designed to: 1.Further identify the risk-genotype of SHARPIN in AD and study SHARPIN’s expression in AD; 2.Cultivate SHARPIN-silenced or SHARPIN-overexpressed keratinocytes and detect IL33 and ST2 and the relevant products to explore the keratinocytes’ function change.

本团队前期研究发现小鼠的Sharpin基因功能丧失导致的瘙痒性湿疹样皮炎改变以及IgE升高、Th2型炎症反应、嗜酸性粒细胞浸润等特点均类似人类特应性皮炎，且SHARPIN在AD患者皮损表皮中表达明显下降，推测SHARPIN基因可能与AD的发病有关。Sharpin基因缺乏的小鼠可导致IL-1家族成员的表达升高，而新近研究显示作为IL-1家族成员之一的IL-33与ST2受体结合调控AD 的发病，为SHARPIN可能参与AD的发病过程提供了新的依据。但具体机制未明确。本项目拟在前期实验基础上进一步鉴别SHARPIN基因在AD患者的风险基因型，研究SHARPIN在AD患者中的表达情况，并探索SHARPIN沉默或过表达的角质形成细胞的功能变化及相应的细胞分子，检测推测的IL33、ST2以及它们结合后产生的相关分子，鉴定SHARPIN在AD中的分子学机制，推测有关的信号通路。

SHARPIN是线性泛素链组装复合体(linear ubiquitin chain assembly complex, LUBAC)的重要组成部分。SHARPIN功能丧失导致的小鼠瘙痒性湿疹样皮炎改变以及IgE升高、Th2型炎症反应、嗜酸性粒细胞浸润等特点均类似人类特应性皮炎多器官嗜酸性炎症。且SHARPIN在AD患者皮损表皮中表达明显下降，推测SHARPIN基因可能与AD的发病有关。Sharpin基因缺乏的小鼠可导致IL-1家族成员的表达升高，而新近研究显示作为IL-1家族成员之一的IL-33与ST2受体结合调控AD的发病，为SHARPIN可能参与AD的发病过程提供了新的依据。但具体机制未明确。我们通过对AD患者和对照组的基因型和单倍型进行了遗传关联研究，在患者中发现3个突变。通过免疫组化观察到在AD皮损中SHARPIN的表达明显下降，表明SHRAPIN在AD发病中起着重要的作用。我们发现经慢病毒转染沉默SHARPIN后的HaCaT细胞中，pIκB-α、IκB-α和p65明显下降，表明沉默SHARPIN基因可使NF-κ信号通路失活；并且上述细胞IL-33和ST2的mRNA及蛋白水平均较对照组显著升高，说明SHARPIN 低表达可能刺激TH2型免疫反应。在IL-4和IL-13的联合刺激下，Sh-SHARPIN组的ST2和IL-5的mRNA和蛋白水平比对照组增强，这证实了SHARPIN表达下降能通过上调ST2增强Th2型免疫反应，调节IL-33和ST2的相互作用。通过蛋白检测、细胞免疫荧光检测、ChIP等实验揭示沉默SHARPIN通过JAK/STAT通路调节IL-33的表达。综上所述，本项目的发现表明SHARPIN通过抑制JAK/STAT信号通路来调节HaCaT细胞的炎症反应，支持SHARPIN可作为AD潜在的治疗靶点。