单核/巨噬细胞Matriptase糖基化活化uPA促进脂质合成调控放射性皮肤损伤的机制研究

The molecular mechanism of radiation-induced skin injury remains unclear. Currently, no effective therapeutic countermeasures are available for patients with radiation-induced skin injury. Previous evidences have shown that lipids serving as a barrier play important roles in wound healing, however, their role in radiation-induced skin injury and the regulatory mechanism are still unknown. Documents and our preliminary studies showed that monocytes/macrophages could be infiltrated into the irradiated skin tissues, which activate urokinase-type plasminogen activator (uPA) through Matriptase on cell surface and promote lipid metabolism. Therefore, in this project, we will explore the mechanism of Matriptase on monocyte/macrophage in activation of uPA/uPAR pathway by glycosylation during lipids synthesis in the microenvironment of irradiated skin tissues. This project is likely to elucidate the role of lipid in wound repair of radiation-induced skin injury and its regulatory mechanism, which will provide novel approaches for prevention and treatment of radiation-induced skin injury.

放射性皮肤损伤机理不明，也缺乏有效的防治手段。皮肤脂质对于保持皮肤的屏障功能具有非常重要的作用，但其在辐射损伤中的作用及调控机制未见报道。我们前期通过二代测序发现电离辐射后皮肤组织中脂质合成与代谢相关基因表达显著下调。我们的前期研究及文献表明电离辐射引起大量单核/巨噬细胞向受照射皮肤组织迁移浸润，单核/巨噬细胞表面Matriptase可通过糖基化修饰激活尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA），促进皮肤细胞脂质的合成。本项目拟在前期研究基础上阐明电离辐射后浸润至皮肤的单核/巨噬细胞表面Matriptase通过糖基化修饰激活uPA/uPAR通路后促进微环境中皮肤脂质合成的分子机制，明确脂质合成在放射性皮肤损伤修复中的作用及调控机制。本项目有望从单核/巨噬细胞促进微环境中皮肤细胞脂质合成的角度对放射性皮肤损伤的修复机制有更深入的了解，为放射性皮肤损伤提供新的防治手段。

由于放射性皮肤损伤修复机理并不完全清楚，也缺乏有效的防治手段，因此探索放射性皮肤损伤的机制，寻找有效的防治手段显得尤为重要。本项目组利用蛋白质组学研究了电离辐射皮肤组织蛋白质表达谱的变化，发现脂质代谢通路蛋白的表达变化，进一步发现脂肪酸合成酶FASN具有防护电离辐射诱导的皮肤细胞损伤作用。同时，我们发现脂肪酸结合蛋白5（FABP5）通过调控TGF-β/smads信号通路参与放射性皮肤纤维化。我们发现尿激酶性纤溶酶原激活剂（uPA）可诱导FASN的表达，在放射性诱导的小鼠皮肤损伤模型中uPA可减轻皮肤损伤程度，抑制表皮细胞过度增殖和皮肤纤维化。II型跨膜丝氨酸蛋白酶matriptase可激活pro-uPA, 表达matriptase的单核细胞与皮肤细胞共培养可改善电离辐射诱导的细胞损伤。我们通过双荧光素酶报告基因系统研究了matriptase的转录调控机制，发现转录因子snail通过结合matriptase基因启动子区2个E-box元件从而抑制matriptase基因的转录。此外，我们发现细胞衰老标志分子p14ARF在电离辐射后表达升高，用siRNA干扰p14ARF表达后发现NRF2表达上升，并可抑制放射诱导的皮肤细胞凋亡。这些研究结果阐明了脂质在电离辐射诱导的皮肤损伤中的保护作用及机制，为防治放射性皮肤损伤提供了新了理论基础和潜在干预靶点，具有重要意义。