SHARPIN参与调控特应性皮炎发病的功能学研究

The applicant has reported that loss of function of SHARPIN causes pruritic eczematous skin lesions in mice, characterized by increasing of type 2 cytokines and IgE, eosinophilic inflammation in the dermis, whthh similarities to atopic dermatittis (AD) clinically and histologically. Our preliminary experiments indicated the significant decreasing of SHARPIN's expression in AD lesions. Further studies identified that Sharpin regulates immunity, inflammation and cell apoptosis signaling. We speculate that human SHARPIN could be the key susceptibility gene in the regulation of AD development. However, the function of human SHARPIN gene and its role(s) in AD have not been investigated yet. Based on our present discoveries, the proposed studies herein will identify the biolgocial functions of human SHARPIN gene using siRNA and co-immunoprecipitation approaches, understand SHARPIN's role in the development of AD through large scales of case-control association analysis based on data from gene sequencing and immunohistochemistry, and further study its molecular mechanism by gain-of-function and skin reconstitution. This work will shed light on the understanding of SHARPIN's biological function, clarify SHARPIN's role in the development of AD, and provide an useful animal model for in-depth study of AD pathogenesis.

申请者已发现小鼠Sharpin基因功能丧失导致以瘙痒性湿疹样皮疹、Th2细胞因子增多、IgE升高、嗜酸性粒细胞浸润为主的皮肤炎症，临床表现及分子组织学特征均与特应性皮炎（AD）相似，预实验提示SHARPIN在AD皮损中表达显著降低。功能学研究显示：小鼠Sharpin调控免疫、炎症及表皮细胞生长等信号途径。由此，我们推测SHARPIN可能是AD的易感基因，参与调控AD的发生发展。然而，人类SHARPIN基因的生物学功能及影响AD发病的分子机制尚不明确。本项目拟基于已有研究发现，采用小干扰RNA及免疫共沉淀等技术鉴定SHARPIN基因功能，开展大规模基因测序及免疫组化实验，进一步明确SHARPIN与AD发病的关系，并结合报告基因及皮肤重构等功能学实验深入研究其作用机制。本项目将深入揭示SHARPIN基因的功能，阐明SHARPIN基因对AD发生发展的影响，为研究AD的发病机制提供重要的动物模型。

特应性皮炎（AD）好发于儿童且瘙痒难忍，严重影响患者身心健康，其发病机制一直是皮肤病及相关学科研究的热点。诸多研究证实Th1/Th2免疫反应失衡及皮肤屏障功能受损是AD发病的主要机制，然而其确切的细胞及分子机制尚未完全阐明。目前我们发现 SHARPIN 在 AD 患者皮损中表达显著降低，且在AD患者中发现SHARPIN基因突变。已有研究表明小鼠 Sharpin 调控免疫、炎症等通路。本项目对SHARPIN在AD中的作用及机制进行了深入的研究。我们发现经慢病毒转染沉默SHARPIN后的人类永生化角质形成细胞（HaCaT）中，IL-33及其特异性受体ST2表达上调。经IL-4/13刺激24小时后，ST2表达显著高于对照组，且IL-5表达亦上调。近期大量研究表明IL-33作为激发Th2型免疫因子分泌的细胞因子在AD患者血液及皮损中显著提高。提示SHARPIN在人类角质形成细胞中缺失可导致IL-33/ST2表达上调，激发Th2型免疫反应，参与AD的发生发展。我们还发现在HaCaT细胞中沉默SHARPIN基因后，丝聚合蛋白（FLG）表达量增加，但经IFN-γ刺激24小时后，FLG表达下调。表明SHARPIN亦通过调节FLG来参与AD的发病。由于IL-33/ST2亦参与肿瘤发生，且我们发现SHARPIN基因在皮肤基底细胞癌及皮肤淋巴瘤中表达丧失，在鳞状细胞癌中表达显著降低，提示SHARPIN基因具有潜在肿瘤抑制基因的特征。综上所述，本项目揭示了SHARPIN 在AD患者的作用和初步机制，亦参与部分皮肤肿瘤的发生，为下一步有针对性地利用SHARPIN的表达及功能作为皮肤疾病的诊断及治疗奠定了基础。