角化细胞中FXYD3对皮肤炎症的免疫调控作用及其机制研究

Keratinocytes are the most important cell population in the epidermis of the skin. They sense various stimulation by producing various cytokines/chemokines to mediate the immune response of the skin microenvironment under different stress conditions. It is of great significance to elucidate the mechanisms for the regulation skin inflammatory diseases by keratinocytes. In our previous study, we found that the mice with conditional knockout of FXYD3 gene in keratinocytes could reduce the inflammation of psoriasis model and reduce the expression of chemokines significantly, suggesting that FXYD3 may play an important regulatory function in the skin inflammatory microenvironment. In this project, the psoriatic skin inflammation model of keratinocyte knockout FXYD3 mice and in vitro cell tests will be used to study the mechanism and signaling pathways involved in FXYD3 function to regulate chemokine production, and to observe the correlation between FXYD3 expression and the progression and sensitivity of drug treatment of psoriasis patients by the analysis of the tissue samples of patients with clinical psoriasis. The purpose of this study is to elucidate the immunoregulation and molecular mechanisms of FXYD3 expressed by keratinocytes on skin inflammation, and to determine whether the FXYD3 inhibitors have the potential for experimental treatment of psoriatic skin inflammation in animals. The results are expected to provide a new perspective for further interpretation of the development of skin inflammation, and provide new ideas and potential targets for the treatment of psoriasis.

角化细胞是皮肤表皮层中最主要的细胞，在不同应激状态下通过产生各种细胞因子/趋化因子介导皮肤的免疫应答，阐明其免疫调控的关键机制对皮肤炎症疾病的机制和诊治的研究具有重要意义。我们前期发现角化细胞中选择性敲除FXYD3基因的小鼠，银屑病样皮肤炎症明显减轻，趋化因子表达显著下调，提示FXYD3可能在皮肤炎性微环境中发挥重要的调控功能。本项目拟利用角化细胞敲除FXYD3小鼠的银屑病样皮肤炎症模型及体外细胞实验，深入研究FXYD3调节趋化因子产生的机制和信号通路，结合临床银屑病患者的组织样本，观察FXYD3与银屑病疾病进展以及药物治疗敏感性的相关性，以期阐明角化细胞表达的FXYD3对皮肤炎症的免疫调控作用及其分子机制，并明确相应的抑制剂是否有潜力用于动物银屑病样皮肤炎症的实验性治疗。研究结果有望为进一步阐释皮肤炎症的发生发展提供新的观点和视角，并为银屑病的治疗方案提供新的思路和潜在靶点。

银屑病是一种由遗传、免疫及感染等多因素诱发的慢性自身免疫性皮肤疾病。虽然目前认为的IL-23-Th17轴是银屑病的主要发病机制之一，但作为一个多因素多步骤多环节的疾病，其具体发病机制至今尚不明确。角质形成细胞是皮肤表皮中最主要的组成细胞，通过其表达的各种模式识别受体感受外界环境的各种刺激，在不同应激状态下产生各种细胞因子，调控皮肤免疫应答和相关疾病的发生发展，在银屑病的炎症过程中具有至关重要的作用。作为皮肤中最主要的表达IL-17受体和TNF受体的细胞，IL-17和TNF-a可以有效地刺激角质形成细胞中NF-kB和MAPK通路的活化来促进其分泌炎症因子和抗菌肽，放大炎症效应。..FXYD3，最早被报道作为Na，K-ATP酶β亚基的调节蛋白，主要表达在皮肤、结肠、胰腺等组织。FXYD3在皮肤组织中有较高水平的表达，但是其在皮肤免疫中的作用从未见报道，本项目中我们深入研究了角质形成细胞中FXYD3调控银屑病的功能，揭示了其作用的分子机制，明确了FXYD3与银屑病进程以及药物治疗敏感性的相关性，为银屑病诊治提供新的思路和潜在靶点。..本研究中，我们发现在人和小鼠银屑病的皮肤表皮组织中，FXYD3的表达水平显著升高，且临床患者在给予TNF或IL-17R的抑制剂治疗后FXYD3表达明显下调。通过构建角质形成细胞特异性敲除FXYD3的小鼠，给予咪喹莫特（Imiquimod，IMQ）软膏诱导银屑病模型，发现角质形成细胞敲除FXYD3后可显著减弱银屑病表型。机制上，角质形成细胞中FXYD3与IL-17R竞争性与TRAF3互作，促进IL-17R-ACT1复合物形成，增强IL-17信号，IL-17可诱导FXYD3表达，形成正反馈调控，加剧银屑病进程。本研究首次发现了FXYD3在角质形成细胞中的功能，并提示靶向角质形成细胞中FXYD3在开发银屑病药物中可能具有潜在的应用前景，已申请国家发明专利1项。