内源性多肽PDLRR在防治瘢痕增生中的作用与机制研究

PDLRR is an endogenous peptide found using peptidomics, with a high abundance and unknown function in the normal skin tissue, while with a low abundance in the hypertrophic scar. Previous studies have found that PDLRR is present both in the skins of human and rabbit ear scar, whose content is significantly decreased in skin scar tissues of human and rabbit ear. At the same time, PDLRR showed the ability to inhibit proliferation and migration of fibroblasts, as well as to decrease synthesis and secretion of collagens from the fibroblasts which isolated from human skin scar. In vivo experiments, PDLRR showed inhibitory effects on collagen production in a rabbit scar hypertrophy model, suggesting a potential role of PDLRR in scar prevention and treatment. To further explore the mechanism of which PDLRR inhibit the scar, we focused on the TGFβ1/Smad signaling pathway according to the transcriptome sequencing analysis, which might be the target of PDLRR. The TGFβ1/Smad pathway is known as a key signal to promote the proliferation of dermal fibroblasts and exacerabate the formation of extracellular matrix, so the prevention role of PDLRR on hypertrophic scar formation may be associated with its ability to regulate TGFβ1/Smad pathway. This study was designed to evaluate the biological function of PDLRR in hypertrophic scar formation, to elucidate the underlying molecular mechanism how TGFβ1/Smad pathway regulates collagen synthesis and scar hyperplasia, and to evaluate the feasibility of using PDLRR as a scar treatment in rabbits ventral hypertrophic scar model. Once succeed, it will provide a new evidence and opportunity for scar prevention and treatment.

PDLRR是我们借助多肽组学发现的、在正常皮肤组织中丰度较高、在增生性瘢痕皮肤组织中丰度极低的、功能未知的内源性多肽。前期研究发现，PDLRR存在于人与兔的皮肤组织中，其含量在人瘢痕皮肤组织及兔耳瘢痕中显著降低。同时，PDLRR可抑制瘢痕皮肤成纤维细胞增殖与迁移、并能抑制细胞合成与分泌胶原。运用兔耳腹侧增生性瘢痕模型，我们发现PDLRR可抑制兔耳瘢痕胶原产生，提示PDLRR具有潜在的瘢痕防治作用。为进一步探索PDLRR抑制瘢痕生成的机制，我们通过转录组测序发现经典TGF-β1/Smad信号通路可能为其作用靶标。本研究拟评估PDLRR在增生性瘢痕形成中的生物学功能；以TGF-β1/Smad信号通路为切入点，运用分子生物学方法进一步论证其调控胶原合成、瘢痕增生的分子机制；并运用兔耳腹侧增生性瘢痕模型在体评估PDLRR作为瘢痕治疗手段的可行性，为瘢痕防治提供新契机。

增生性瘢痕是一种由于伤口的愈合异常引起的纤维增生性疾病，目前对于增生性瘢痕的治疗均存在一定的局限性。在这项研究中，我们通过肽组学筛选发现了一种内源性肽LYENRL，它在疤痕皮肤组织中下调。该肽对瘢痕成纤维细胞增殖、迁移和细胞外基质（ECM）产生具有浓度依赖性的抑制作用。通过真核转录组测序，对内源性多肽LYENRL处理后的人瘢痕成纤维细胞中的差异表达基因进行分析。结果显示LYENRL上调的基因有329个，下调的基因有304个。对该多肽下调的基因进行GO分析以及KEGG分析，结果显示LYENRL抑制瘢痕形成可能与其对TGF-β信号通路的抑制有着密切关系。进一步的研究显示，LYENRL能够明显下调HSF细胞中TGFB1与TGF-β信号通路靶基因CDKN2B，GDF1，GDF6，INHBE，LEFTY2以及RHOA的表达，但是对TGIF以及SMADs的基因表达没有明显影响。因此我们推测LYENRL可能是从源头抑制TGFB1的基因表达，从而对TGF-β信号通路起到抑制作用。通过ActD抑制实验以及降解实验，我们明确了LYENRL在转录水平调控Tgfb1的基因表达。通过分析LYENRL对Tgfb1的启动子缺失突变的荧光素酶活性，我们将LYENRL调节的区域确定在Tgfb1启动子区域的-618位至-386位，而在这个区域中，AP-1是特异性的转录因子结合位点，且该猜想被点突变实验以及ChIP实验进一步验证。综上所述，本研究通过多肽组学手段筛选发现了对增生性瘢痕的最关键节点——成纤维细胞的增殖以及ECM产生具有抑制作用的内源性多肽LYENRL，且这种抑制作用是通过干扰AP-1与Tgfb1启动子区域的结合，抑制Tgfb1的转录，降低Tgfb1的蛋白表达与分泌，从而从源头抑制TGF-β1/Smad信号的激活，最终抑制瘢痕成纤维细胞的增殖、迁移以及胶原产生。综上所述，我们认为LYENRL对瘢痕成纤维细胞的作用使其成为一种潜在的治疗增生性瘢痕的肽类药物。