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本维莫德调控角质形成细胞LIPG启动子抑制组蛋白乳酸化治疗特应性皮炎的机制研究
作者: 唐泽南
单位: 北京大学人民医院

摘要

本研究旨在阐明本维莫德(Tapinarof)通过调控糖酵解-组蛋白乳酸化修饰治疗特应性皮炎的分子机制。


分别采用TNF-α/IFN-γ诱导HaCaT细胞构建AD炎症模型,分为溶剂对照组(DMSO)、炎症诱导组(TNF-α/IFN-γ)及本维莫德干预组。通过Q-PCR检测炎症因子及糖酵解相关基因(HK-2、PKM、LDHA/B)表达。采用MTT法分析细胞增殖水平,Western blot(WB)检测组蛋白乳酸化修饰水平。糖酵解试剂盒和Elisa分别测定细胞外酸化率(ECAR)及乳酸含量。根据上述实验结果进行Cut&Tag测序和RNA测序,联合筛选乳酸化修饰调控的差异基因。Q-PCR和WB进一步筛选差异基因,最终ChIP-PCR进行验证。根据筛选出差异基因构建过表达和敲减慢病毒感染角质形成细胞。通过Q-PCR和WB检测差异的表达效率。之后采用Q-PCR分析不同组别炎症因子表达水平。采用WB检测不同组别通路蛋白表达。


1 本维莫德抑制 TNF-α/IFN-γ诱导的角质形成细胞增殖、炎症反应和糖酵解:

我们发现TNF-α/IFN-γ处理可促进角质形成细胞增殖, 本维莫德处理则显著抑制细胞增殖 。 Q-PCR 对相关炎症因子(IL-1β、 IL-6、 IL-8、 CCL16和 CCL22) 的检测结果表明, TNF-α/IFN-γ处理促进角质形成细胞炎症因子表达,本维莫德处理则抑制相关炎症因子表达。此外我们发现TNF-α/IFN-γ处理可促进角质形成细胞糖酵解关键酶(HK-2、 PKM、 LDHA 和 LDHB) 表达, 而本维莫德则显著抑制糖酵解关键酶表达 。 Elisa实验 对细胞上清和细胞内乳酸化水平检测表明, 本维莫德抑制 TNF-α/IFN-γ诱导的乳酸水平升高。

2 本维莫德抑制 TNF-α/IFN-γ诱导组蛋白乳酸化修饰:

针对组蛋白乳酸化水平检测表明, TNF-α/IFN-γ处理上调角质形成细胞内整体组蛋白乳酸化水平 pan Kla, 同时多个组蛋白乳酸化位点也发生显著上调, 以H3K18la 上调最为显著, 而这一现象可被本维莫德逆转。

3 本维莫德通过组蛋白乳酸化调控LIPG表达

我们采用Cut&Tag测序和RNA测序联合筛选出5个H3K18la修饰靶基因:ISG15、LIPG、TRAF1、EGR1、SRCAP。通过Q-PCR验证TNF-α/IFN-γ处理组五个筛选的修饰靶基因表达均上调,本维莫德处理后可显著抑制这些基因表达,其中LIPG基因下调最明显。WB结果显示相比DMSO组,TNF-α/IFN-γ组EGR1、LIPG和ISG15蛋白表达均升高。相比TNF-α/IFN-γ组,TNF-α/IFN-γ+Tapinarof组EGR1、LIPG和ISG15蛋白表达降低,且LIPG蛋白表达降低最明显(图3F)。ChIP-PCR证实本维莫德处理组比TNF-α/IFN-γ诱导组H3K18la在LIPG启动子区的富集率显著降低。

4 本维莫德抑制LIPG表达影响下游NF-κB信号通路调控炎症反应

首先我们采用Q-PCR和WB检测基因LIPG的表达效率。从转录本表达水平来看,与NC组相比,LIPG过表达组LIPG相对表达量升高(P<0.001),与shCtrl组相比,shLIPG组LIPG相对表达量降低(P<0.001);WB的结果显示与NC组相比,LIPG过表达组LIPG表达量升高,与shCtrl组相比,shLIPG组LIPG相对表达量降低,这提示我们建模成功。此外本维莫德处理后LIPG表达水平明显下降。

之后我们采用Q-PCR分析相关炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8、IL-33、CCL17和CCL22的表达水平。从转录本表达水平来看,与NC组相比,LIPG过表达组炎症因子相对表达量升高,与LIPG过表达组相比,加入本维莫德后炎症因子相对表达量降低。。

最后使用WB检测通路蛋白IkBα、P65、p-IkBα、p-P65表达。从蛋白表达水平来看,与NC组相比,LIPG过表达组p65磷酸化水平升高,IkBα磷酸化水平降低,NF-kB通路激活; LIPG过表达+Tapinarof组相比于LIPG过表达组p65磷酸化水平降低,IkBα磷酸化水平升高,NF-kB通路抑制。


本研究首次揭示本维莫德通过靶向糖酵解-组蛋白乳酸化修饰轴治疗特应性皮炎的核心机制:其通过抑制TNF-α/IFN-γ诱导的糖酵解关键酶(HK-2、PKM、LDHA/B)表达及乳酸蓄积,显著降低组蛋白H3K18la修饰水平;这一作用可能通过靶向调控关键基因LIPG并抑制NF-κB信号通路所实现。该研究为靶向组蛋白乳酸化修饰的炎症性皮肤病治疗策略提供了新的理论依据。


关键词: 特应性皮炎;本维莫德;糖酵解;组蛋白乳酸化
来源:2025皮肤科发展研讨会