水通道蛋白3 参与角质形成细胞迁移及表皮损伤修复的相关机制研究

Aquaporin 3 (AQP3) is one of the liquid-glycerol channel proteins. AOP3-/- mice have delayed skin barrier recovery and delayed wound healing. It has been reported that the expression of AQP3 increases keratinocytes(KCs) migration,but the mechanism of it has rarely been studied.We found in our pre-experiment that AQP3 can bind to Coronin 1C in KCs. We infer that AQP3 may play an important part in migration of KCs and epidermal repair by binding to Coronin 1C. In the present study, we will clarify the roles of AQP3 in migration of KCs by regulating expression of AQP3. And how Coronin 1C takes part in the mechanism of process stated above will be investigated through RNAi and some other methods. Furthermore, how AQP3 affects on migration of KCs through binding to Coronin 1C will be elaborated thoroughly in the aspects of protein-protein interaction and AQP3- Coronin 1C-Rac1-Arp2/3 pathway. Finally, the mechanism will be verified in AQP3 overexpression mice in vivo. Our study aims to explore the role and mechanism of AQP3 on migration of KCs, then provide theoretical foundation for the research field and therapeutic field of epidermal repair.

水通道蛋白3（AQP3）是一种水-甘油通道蛋白，参与皮肤许多重要的生理、病理过程。AQP3-/-小鼠出现表皮损伤修复延迟，而且低表达AQP3的人角质形成细胞（KCs）迁移受损,提示AQP3的表达能促进KCs迁移，但其影响KCs的作用机制鲜有报道。我们的预实验发现，AQP3能与Coronin 1C相互结合。由此，我们推测：AQP3可能通过作用于Coronin 1C，影响KCs迁移，从而影响表皮损伤的修复。本研究中，我们将以KCs为研究对象，首先利用慢病毒载体技术调节AQP3的表达量，检测AQP3对KCs迁移指标的影响；其次明确AQP3-Coronin 1C相互结合区域，进一步通过AQP3- Coronin 1C-Rac1-Arp2/3途径研究AQP3通过与Coronin 1C结合调控KCs迁移的机制；最后，利用AQP3过表达小鼠在体内验证上述机制,为临床预防、修复皮肤损伤提供实验依据。

水通道蛋白3（AQP3）是一种水-甘油通道蛋白，参与皮肤许多重要的生理、病理过程。本研究中，我们首先以皮肤成纤维细胞（NHSFs）为研究对象，利用慢病毒载体技术调节AQP3 的表达量，检测AQP3对NHSFs迁移指标的影响。划痕实验和transwell的实验结果均提示：人皮肤成纤维细胞中，敲降AQP3、敲降coronin 1c后细胞的迁移能力均明显下降。前期质谱结果提示，在人皮肤成纤维细胞中AQP3和Coronin 1c有结合。这一发现在NHSFs中通过免疫荧光共定位以及内源性CO-IP实验中均得以成功验证。这一相互作用在外源性CO-IP实验中仍需进一步改善实验条件以待验证。.为了进一步研究AQP3促进皮肤损伤愈合的机制，我们检测了小鼠皮肤组织中损伤修复能力以及smad3磷酸化水平的变化。在小鼠损伤修复的实验中我们发现，AQP3-/-鼠中损伤修复能力明显受损，损伤修复延迟。损伤模型组织中，WT小鼠创伤后pSMAD3在损伤部位周围的表皮中表达明显上升。而在AQP3-/-鼠中，pSMAD3活化被抑制。所以AOP3-/-鼠中损伤修复受损可能与AQP3敲除引起的smad3活化受抑制。进而，我们在HaCat细胞中予以TGFβ刺激模拟损伤微环境，发现AQP3在TGFβ刺激后表达明显上升，这一趋势和SMAD3激活(磷酸化)一致。在HaCat细胞中予以TGFβ刺激实验中加AQP3 siRNA预处理，发现AQP3敲降预处理后，TGFβ对smad3的激活受到明显抑制，说明AQP3参与到了TGFβ对于smad3的激活中,为临床预防、修复皮肤损伤提供实验依据。