银屑病是一种遗传、环境和免疫介导的慢性炎症性皮肤病，患病率约为2%。皮肤损害表现为丘疹、鳞屑，甚至水疱，还伴有红斑或脓疱。银屑病患者常合并高血压、糖尿病、代谢综合征等系统疾病，给患者带来沉重的负担。在使用生物制剂之前，银屑病的传统治疗方法效果不佳，治疗周期长，导致患者对治疗失去信心。银屑病生物制剂的出现无疑是一个福音，可在很大程度上缓解患者症状，但长期使用可能导致免疫抑制和感染等。白细胞介素23（IL-23）和辅助性T细胞17（Th17）细胞相关的免疫通路被认为是银屑病发病的核心机制，然而银屑病的发病机制仍有许多未知因素，因此更有效地治疗银屑病和避免其复发仍然是一个全球性的挑战。因此，迫切需要更好的技术来阐明银屑病的发病机制和识别关键的生物标志物。
西安交通大学第二附属医院吴佳纹教授团队在期刊Journal of Inflammation Research发表了一篇研究报告。该研究识别出银屑病中潜在的坏死性凋亡相关关键基因PYCARD，并验证了关键基因PYCARD在银屑病中的重要作用。
背景：银屑病是一种慢性、复发性炎症性皮肤病，全球患病率高达2％。其无法完全治愈，病因及发病机制也尚不明确。坏死性凋亡，又称程序性坏死，是一种受调控的坏死性细胞死亡方式。近来，炎症性疾病与细胞坏死性凋亡之间的相互作用引起了人们的广泛关注。然而，程序性坏死在银屑病中的作用机制尚未阐明。在本研究中，我们拟通过生物信息学方法探讨银屑病中坏死性凋亡相关基因的分子机制，以识别银屑病潜在生物标志物。
方法：从NCBI GEO公共数据库下载基因表达谱数据集GSE13355和GSE14905，从GeneCards数据库中下载与坏死性凋亡相关的基因集。对差异表达的基因进行基因本体（GO）分析和京都基因基因组百科全书（KEGG）通路分析。通过联合使用Lasso 回归和SVM算法筛选关键基因。并进行了GSEA富集分析。另外，利用CIBERSORT算法估计免疫浸润细胞的类型和相对比例，并对基因表达量以及免疫细胞含量进行spearman相关性分析。通过R包”RcisTarget”预测转录因子。此外，我们从GEO数据库下载GSE162183单细胞测序数据，分析关键基因在单细胞的表达情况。随后，我们通过qRT-PCR、Western Blot等方法对临床样本进行基因表达分析。为了进一步验证，本研究构建了咪喹莫特(IMQ)诱导的银屑病样小鼠模型。
结果：共识别出38个银屑病差异表达的坏死性凋亡基因，富集分析显示它们主要富集在炎症反应和免疫调节。通过联合lasso回归和SVM特征选择算法筛选出7个关键基因：AIM2、CARD6、HPSE、MYD88、PYCARD、RAI14、TNFSF10。免疫浸润分析显示，与正常患者相比，疾病组样本的CD8 T细胞，CD4初始T细胞，活化的CD4记忆T细胞等水平显著偏高。另外，我们对调控关键基因的转录因子进行了富集分析。此外，通过单细胞测序数据分析关键基因在单细胞的表达情况，结果显示PYCARD显著表达角质细胞，CARD6、RAI14、TNFSF10显著表达内皮细胞。
关键基因的鉴定。（A）（B）利用LASSO回归鉴定银屑病的关键基因。(C)利用SVM-RFE算法进行关键基因的识别和筛选。(D) 联合LASSO回归和SVM-RFE算法筛选的关键基因交集的韦恩图。(E)关键基因的相关性共表达圈图。
最后，我们选取关键基因PYCARD进行基因表达分析，通过qRT-PCR、western blot等方法，对银屑病患者组织及健康对照者组织进行了检测，结果显示银屑病患者皮损组织中PYCARD表达显著升高；此外，我们通过建立IMQ诱导的小鼠模型，将小鼠分为四组：①正常健康组（PYCARD+/++凡士林）、②银屑病组（PYCARD+/++IMQ）、③健康PYCARD敲除组（PYCARD-/-+凡士林）、④银屑病PYCARD敲除组（PYCARD-/-+IMQ），并进行相关研究，我们发现敲除PYCARD能改善咪喹莫特诱导的银屑病小鼠皮损症状，且能减轻银屑病小鼠炎症反应。这表明PYCARD在银屑病发病机制中发挥重要作用。
关键基因表达分析。(A) qRT-PCR检测银屑病患者和健康对照组织中关键基因的表达水平。(B)用western blot方法分析关键基因PYCARD的表达水平。(C)免疫组化结果显示，关键基因PYCARD在银屑病患者表皮组织中高表达。*P< 0.05, **P< 0.01.CON, control; PSO, psoriasis; N.S, no significance.
动物模型验证。(A)小鼠皮肤组织中PYCARD的mRNA水平。(B)各组小鼠背侧皮肤病变表现及PASI评分的动态变化。(C)各组小鼠的体重。(D)各组小鼠组织的苏木精-伊红染色。*P< 0.05.PASI, Psoriasis area and severity index; N.S, no significance.
总结：本研究利用生物信息学鉴定了与银屑病坏死性凋亡主要相关的7个关键基因：AIM2、CARD6、HPSE、MYD88、PYCARD、RAI14和TNFSF10。我们选择PYCARD进行进一步的研究，结果显示它可能在银屑病的发病机制中起重要作用。因此，PYCARD可能是银屑病发生发展的关键生物标志物。本研究为银屑病的发病机制和治疗方案提供了新的视角。
西安交通大学第二附属医院皮肤科吴佳纹教授为该论文的通讯作者，西安交通大学第二附属医院皮肤科徐冰阳硕士研究生为该论文的第一作者。
吴佳纹 教授
西安交通大学第二附属医院皮肤科
医学博士，副主任医师
硕士研究生导师，博士研究生联合培养导师
中国医师医师协会注射美容亚专业委员
中国整形美容协会、中医美容分会专业委员会委员
陕西省性学会性传播疾病防治专业委员会委员
陕西省医学会烧伤整形分会青年委员会委员
主持国家自然科学基金1项
主持陕西省自然科学基金2项
主持西安交大校基金及院基金各1项
主持院级新技术新疗法1项
在国际知名及国家核心期刊发表论文30余篇
