杂志名称：Immunity


影响因子：22.553


文献题目：Excessive Polyamine Generation in Keratinocytes Promotes Self-RNA Sensing by Dendritic Cells in Psoriasis


第一作者：Fangzhou Lou


通讯作者：Florent Ginhoux, Honglin Wang


作者单位：Shanghai Institute of Immunology, Translational Medicine Center, Shanghai General Hospital, Key Laboratory of Cell Differentiation and Apoptosis of Chinese Ministry of Education, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200025, China


本实验所用产品：GSM-CAA-4000，RayBiotech



实验样品：细胞组织



背景：
银屑病（psoriasis），俗称“牛皮癣”，是常见的皮肤慢性炎症性疾病。其易于复发、无法根治、严重危害患者身心健康，被 WHO 列为世界十大顽症之一。银屑病的全球发病率约 1-3%，我国的银屑病患者已达1000万人。普遍认为，银屑病由表皮角质形成细胞与免疫细胞互作异常引起的自身炎症性（auto-inflammatory）反应累及皮肤所致。大量临床研究表明，银屑病的并发症包括多种代谢性疾病、心血管疾病，其作为一种代谢相关的全身炎症性疾病的概念被越来越广泛地认识与接受。银屑病本身并不致命，但它的远期并发症却可危及患者生命。银屑病长期以来一直被认为是一种代谢相关疾病，并且被认为是由角质形成细胞内在代谢通量推动的，但银屑病代谢适应的编排和潜在机制尚不清楚。研究团队之前报道过 microRNA-31 靶向蛋白磷酸酶 6 (PP6) 作为银屑病角质形成细胞中的负细胞周期调节剂，对皮肤稳态至关重要，研究团队描述了 PP6 缺乏后发生的转录和代谢重新布线，这可能有助于阐明在银屑病和其他自身炎症性疾病中代谢物促进的先天免疫激活。

结果：
1.1 Pp6缺陷促进银屑病样皮肤炎症发生
研究团队对来自 5 名健康供体和 117 名银屑病患者的皮肤切片进行了 PP6 的免疫组织化学分析。 PP6 在健康表皮中普遍表达，但在银屑病病变中相对减少。建立Pp6缺失小鼠模型K5，皮肤损伤于16周龄后在 K5 自发出现。

使用RayBiotech检测200个小鼠蛋白的半定量细胞因子抗体芯片（GSM-CAA-4000，RayBiotech）进一步证实了 K5 中包括 IL-23、IL-12p40、IL-22、IL-20、IL-6、TNF-a、IL17A 和 IL-17F（图 1M）在内的IL-23-T17轴相关细胞因子的升高。结果表明Pp6 缺陷的角质形成细胞具有高度增殖性，并且更多地参与骨髓细胞和 T 细胞活化过程（图 1H） 这些发现表明，Pp6 缺陷的角质形成细胞将促炎信号转导给免疫细胞。



1.2 PP6缺失通过银屑病角质形成细胞中的 C/EBP-b 激活促进 ARG1 转录
使用分子特征数据库 (MSigDB) 分析发现C/EBP的重要性。通过用 siRNA 沉默 PP6，证实了在 Pp6 缺陷小鼠角质形成细胞和正常人表皮角质形成细胞 (NHEK) 中的 C/EBP-b 活化。鉴于抗体芯片结果提示IL17相关细胞因子表达变化，且C/EBP-b 是 IL-17 受体介导的信号传导下游的关键转录因子，用 IL-17A 处理的正常人表皮角质形成细胞 (NHEK)中的 PP6 显着降低。
在 Pp6 缺陷角质形成细胞中最丰富的基因之一是 Arg1，它编码一种参与尿素循环的关键酶，该酶催化精氨酸水解成鸟氨酸和尿素。实验证实与健康对照组相比，银屑病表皮中的 ARG1 上调（图 2G）。这些数据表明，银屑病角质形成细胞中的 PP6 缺乏通过 C/EBP-b 的 Ser-184 和 Thr-188 位点的磷酸化促进 C/EBP-b 活化，并导致 ARG1 表达增加，这可能进一步影响精氨酸代谢和尿素在牛皮癣皮肤中循环。


1.3 PP6 缺失导致多胺在皮肤部位异常累积促进病情
研究表明自身 RNA 内化是银屑病的关键致病因素， PP6 缺失的表皮细胞中精氨酸酶上调，导致尿素循环下游代谢物多胺在皮肤部位异常累积（图D,E），多胺在不同程度上保护自身 RNA 免受 RNase 消化（图F）。后续实验表明多胺携同表皮细胞释放的自身核酸，与具有 RNA结合能力的短肽形成复合物，进而成为“自身抗原”进入树突状细胞，并介导树突状细胞释放多种促炎因子，影响TH17细胞分泌IL17A，IL17F等其他因子，进而促进病情发展。




结论：
该研究首次揭示，组织特异性细胞的代谢重编程所引起的代谢物异常累积是银屑病等慢性炎症性疾病发生发展的重要“帮凶”，表皮细胞的“多胺+自身核酸+短肽”复合物是激活皮肤免疫反应的“自身抗原”，并影响IL17相关细胞因子表达变化，促进病情发展。而靶向调节表皮细胞精氨酸代谢通路的异常有望成为治疗银屑病的全新策略。