赵玢
西安高新医院副主任医师
中国医师协会皮肤病分会会员
陕西省非公立医师协会整形美容专业委员会委员
陕西省研究型医院学会整形美容专业委员会委员
陕西省中西医结合学会皮肤病专业会委员
陕西省国际交流委员会皮肤病与皮肤美容专业委员
XVII型胶原，在维持皮肤真皮/表皮粘连中起关键作用。XVII型胶原表达功能障碍，无论是通过大疱性表皮松解症(JEB)的基因突变，还是大疱性类天疱疮(BP)的自身损伤，都会导致表皮下起泡并伴有皮肤炎症。
基因突变导致BP180功能障碍可导致结性大疱性表皮松解症(JEB)，这是一种人类表皮下起疱性疾病。在皮肤自身免疫性表皮下水疱病大疱性类天疱疮(BP)中，拮抗BP180自身的抗体会攻击并损害基底角质形成细胞中BP180自身抗原，导致真皮-表皮分离。致病性抗BP180自身抗体主要靶向膜旁非胶原NC16A结构域。这些在JEB和BP中的发现证实了BP180是皮肤中关键的细胞-细胞基质粘附分子。然而，XVII型胶原是否参与其他生物过程和病理条件在很大程度上是未知的。
为探究这一问题，西安交通大学医学院第二附属医院皮肤科及北卡罗来纳大学教堂山分校医学院联合设计了一个BP180功能失调的小鼠品系，发现缺乏功能性BP180的小鼠(称为ΔNC16A)会发生自发性皮肤炎症，其特征是严重瘙痒，皮肤屏障缺陷，免疫细胞浸润，血清IgE水平升高，胸腺基质淋巴生成素(TSLP)表达增加。此外，在BP患者中检测到高表达的TSLP。该研究的数据提供了直接证据表明XVII型胶原独立调节适应性皮肤炎症，BP180功能障碍导致tslp介导的瘙痒。该研究可阐明自身免疫性疾病机制和开发皮肤炎症和BP180相关皮肤疾病的新治疗策略的模型。
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图1 ΔNC16A小鼠表现出的皮肤炎症
ΔNC16A小鼠出生后没有临床皮肤表型，但在8周时开始出现轻微的皮肤病变，12周时开始出现严重的皮肤病变(图1)。这些ΔNC16A小鼠有明显的皮肤炎症，湿疹病变主要发生在耳朵、眼睑、鼻子和背部皮肤(图1)。耳部皮肤组织学显示ΔNC16A小鼠在出生后8周开始有明显的棘皮增生和明显的正角化病，真皮炎症细胞浸润。成年ΔNC16A小鼠皮肤的真皮-表皮分离程度较低，在12周时变得明显，炎症细胞浸润增加(图1)。与WT小鼠相比，ΔNC16A小鼠表皮厚度明显增加。ΔNC16A小鼠表现出自发性瘙痒，在出生后8周开始出现明显增加的抓挠，在出生后12-16周达到平稳期(图2)。这些结果表明BP180功能障碍促进自发性皮肤炎症和异常瘙痒。
图2 ΔNC16A小鼠表现出异常瘙痒，TSLP水平升高，皮肤屏障缺陷
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图3 ΔNC16A小鼠瘙痒不依赖于IgE和组胺，但依赖于TSLP
TSLP主要在胸腺、肺、皮肤、肠和扁桃体的上皮细胞以及基质细胞和肥大细胞中表达，但在大多数造血细胞类型和内皮细胞中均未发现。数据显示，即使在没有T细胞和B细胞的情况下，BP180功能障碍也能诱导TSLP的表达(图3)。在skinΔNC16A和K14Cre/ΔNC16A小鼠中均观察到TSLP升高，这表明角质形成细胞可能是TSLP产生的细胞来源。免疫组化染色证实了这一点:与WT相比，skinΔNC16A中TSLP主要表达于表皮角质形成细胞(图4)。为了进一步证实这一免疫定位发现，我们从WT和ΔNC16A小鼠中培养了原代角质细胞，并比较了它们产生和释放TSLP的能力。ΔNC16A与WT角质形成细胞相比，小鼠TNFα刺激的角质形成细胞在细胞培养基中显示TSLP水平显著增加(图4)。这些数据支持BP180功能障碍促进角化细胞释放TSLP。
图4 ΔNC16A小鼠和BP患者的角化细胞产生升高的TSLP
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为了支持结论并使动物模型结果更具临床相关性，该研究还进行了TSLP表达增加是否与BP(一种与自身抗体损伤引起的BP180功能障碍相关的皮肤病)相关的测试。测定了BP患者血清、水疱液和病变皮肤中TSLP蛋白水平的表达。与健康对照相比，BP患者血清中TSLP的表达明显升高，BP水疱液的TSLP水平也显著高于带状疱疹(一种无瘙痒的皮肤水疱疾病)(图6)。此外，与对照组相比，ELISA检测发现BP病变皮肤蛋白提取物中TSLP水平较高(n = 12)(图6)。与ΔNC16A小鼠一样，通过免疫组织化学染色发现TSLP主要在角化细胞中检测到，特别是在BP病变皮肤表皮下层，而正常对照皮肤中TSLP低于检出限(n = 9)(图6)。这些结果表明BP中BP180的功能障碍也导致TSLP的表达增加。
图5 与正常对照、带状疱疹的水疱液和正常对照相比，BP患者的血清、水疱液和病变皮肤的TSLP水平分别升高
结论
综上所述，该研究建立了BP180功能障碍小鼠模型(ΔNC16A)以研究BP180在体内的作用。研究结果表明，XVII型胶原在调节皮肤炎症中起重要作用。基底角化细胞中BP180功能障碍导致TSLP表达增加、瘙痒、免疫细胞浸润和皮肤屏障缺陷。更重要的是，BP患者在角质形成细胞中也表现出高表达的TSLP，这表明BP和JEB患者可能有更高的风险发生皮肤炎症和瘙痒。我们的动物模型也可以为更好地阐明BP180功能障碍相关的包括BP和JEB在内的皮肤炎症性疾病未来的研究将旨向BP180与皮肤炎症之间分子联系的调控途径，这将有助于发现与BP180表达改变相关的皮肤炎症性疾病的新治疗靶点。
参考文献
Zhang Y, Hwang BJ, Liu Z, Li N, Lough K, Williams SE, Chen J, Burette SW, Diaz LA, Su MA, Xiao S, Liu Z. BP180 dysfunction triggers spontaneous skin inflammation in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Jun 19;115(25):6434-6439.本文作者：牡蛎
审阅、修订：海琅
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