角質形成細胞中異常的RNA剪接往往會導致皮膚炎癥障礙等疾病。特應性皮炎( Atopic dermatitis，AD)（又稱遺傳過敏性皮炎）和銀屑病都是慢性復發性炎癥性皮膚病。盡管角質形成細胞對T細胞源性細胞因子的異常反應是特應性皮炎和銀屑病病理的固有特征，但它們是否具有調節角質形成細胞炎癥的共同機制尚不清楚。

2022年10月21日，華東師范大學賴玉平團隊及清華大學/上海交通大學董晨團隊合作在Nature Immunology（IF=31）發表了題為“IL-17D-induced inhibition of DDX5 expression in keratinocytes amplifies IL-36R-mediated skin inflammation”的研究論文，該研究發現特應性皮炎和銀屑病患者來源的角質形成細胞中RNA解旋酶DDX5下調，且DDX5通過調節IL-36R pre-mRNA的可變剪接來調控IL-36R的表達進而促進角質形成細胞炎癥應答。

為了證明DDX5在皮膚炎癥中的作用，作者首先分析了GEO數據庫中健康人群、特應性皮炎和銀屑病患者皮膚的RNA-Seq和單細胞測序（scRNA-Seq）結果，發現DDX5 mRNA的表達在特應性皮炎和銀屑病患者皮膚損傷中顯著降低（圖1）。

免疫熒光染色進一步證實DDX5蛋白主要在健康對照者皮膚角質形成細胞中高表達，而在特應性皮炎和銀屑病患者皮膚損傷角質形成細胞中的表達顯著降低。另外，在OVA或MC903（卡泊三醇）誘導的特應性皮炎小鼠和咪喹莫特（IMQ）誘導的銀屑病小鼠皮膚損傷角質形成細胞中DDX5 mRNA和蛋白的表達也被抑制（圖2）。為了證明DDX5在特應性皮炎和銀屑病中的作用，他們構建了在角質形成細胞中特異敲除Ddx5 (Ddx5^?KC) 的條件小鼠。與Ddx5^fl/fl同窩小鼠相比，Ddx5^?KC小鼠對MC903和IMQ更敏感，主要表現在：MC903誘導的Ddx5^?KC特應性皮炎小鼠皮膚上有明顯增厚的鱗片和更多的斑塊，皮膚損傷中與特應性皮炎致病相關的關鍵因子Il4、Il13、Ccl11、Ccl17 和 Ccl22的表達顯著增加，皮膚損傷中浸潤的CD45+免疫細胞增多；IMQ誘導的Ddx5^?KC銀屑病小鼠皮膚上斑塊增多，表皮層棘層增厚，皮膚損傷中與銀屑病致病相關的關鍵細胞因子、趨化因子以及免疫細胞的浸潤也明顯增多，種種實驗結果共同表明：角質形成細胞中DDX5的缺失會誘發皮膚炎癥。

圖1 健康成人（n=5）及AD (n = 4)和銀屑病(n = 3)患者皮膚scRNA-seq中角質形成細胞、成纖維細胞和淋巴細胞中DDX5 mRNA的表達量示意圖。

圖2 免疫熒光分析3例AD患者的健康皮膚(n = 3)和皮膚損傷皮膚(h)、3例銀屑病患者的非皮膚損傷和皮膚損傷皮膚(i)或MC903處理的野生型小鼠(j)或IMQ處理的野生型小鼠(k)的皮膚損傷皮膚中的DDX5⁺細胞。

隨后研究顯示，與未處理的小鼠相比，MC903或IMQ處理的野生型小鼠皮膚中IL-17D的表達量穩步增加。進一步的實驗結果表明IL-17D是抑制角質形成細胞中DDX5表達的關鍵細胞因子，它通過激活CD93-p38 MAPK-AKT-SMAD2/3信號通路抑制DDX5的表達。

另外，研究人員通過體外細胞實驗證明DDX5的敲減能選擇性增強角質形成細胞對IL-36的應答。作者對WT vs DDX5^–/–角質形成細胞、Ddx5^fl/fl vs Ddx5^?KCAD小鼠皮損和Ddx5^fl/fl vs Ddx5^?KC銀屑病小鼠皮損進行RNA-Seq，綜合分析三個RNA-Seq數據后發現DDX5主要調節與白細胞遷移、正向調節細胞因子產生和細胞趨化作用相關的基因的表達，這些均是導致特應性皮炎和銀屑病的關鍵因素（圖3）。另外DDX5的下調還能上調IL-36R在角質形成細胞、Ddx5^?KC特應性皮炎和銀屑病皮膚損傷中的表達。并且，在DDX5^–/–角質形成細胞中敲低IL-36R能明顯抑制DDX5^–/–角質形成細胞對IL-36的應答，證明DDX5的缺失通過上調IL-36R的表達促進角質形成細胞對IL-36的應答。

圖3 a，通過RNA-seq分析，顯示野生型和DDX5^-/- HaCaT細胞(n = 3)中被100 ng/ml IL-36γ刺激4小時的前50個上調基因的熱圖。紅色箭頭指向IL1RL2 (IL-36R)。b，從MC903處理的Ddx5^?KC (n = 4)和Ddx5^fl/fl小鼠(n = 3)或IMQ處理的Ddx5^?KC (n = 3)和Ddx5^fl/fl小鼠(n = 3)中獲得的導致圖a和整個損傷皮膚的RNA-seq GO富集分析的前十個新陳代謝類別。

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接下來，該研究發現DDX5可能通過調節IL-36R pre-mRNA的可變剪接來調控IL-36R的表達進而促進角質形成細胞炎癥應答的機制。利用DNA-PAGE檢測內源性IL-36R的剪接和IL-36R miniGene報告系統也證實DDX5確實能調節人源IL-36R pre-mRNA的3號外顯子跳躍或鼠源IL-36R pre-mRNA的6號外顯子跳躍，均使IL-36R pre-mRNA的翻譯提前終止，產生含IL-36R胞外段的可溶性蛋白（sIL-36R）（圖4）。后續實驗證明DDX5與SF2協同調節IL-36R剪接，在角質形成細胞中產生sIL-36R。

圖4 a轉染0-3 μg人源IL36R報告基因序列片段的野生型和DDX5^-/- HeLa細胞中IL36R和sIL36R含量的電泳圖。b，靶向DDX1、DDX3、DDX5、DDX17、DDX23、DDX39、DDX41、DDX42、DDX46和DDX48的siRNA轉染后NHEK細胞中IL36R和sIL36R含量的電泳圖。

接下來，該研究通過免疫共沉淀和流式細胞術證明sIL-36R與IL-36R競爭結合它們的配體IL-36來抑制IL-36-IL-36R信號通路（圖5和圖6）。在角質形成細胞中表達sIL-36R能抑制角質形成細胞對IL-36的免疫應答.該研究通過給Ddx5^?KC特應性皮炎或銀屑病小鼠注射sIL-36R或在角質形成細胞中回補sIL-36R驗證sIL-36R能抑制皮膚炎癥，減輕疾病癥狀，證明特應性皮炎和銀屑病皮損中sIL-36R的減少是Ddx5^?KC小鼠皮膚炎癥加重的誘因。

圖5 用含有Flag標簽的sIL-36R或IL-36R的質粒轉染的HeLa細胞的總細胞裂解物中Il -36γ結合IL-36R和sIL-36R的免疫沉淀結果電泳圖。

圖6 流式細胞術分析HeLa細胞中IL-36γ和IL-36R在IL-36R過表達和不過表達情況下的相互作用結果數據分析圖(n = 6)。

綜上所述，該研究揭示IL-17D- CD93抑制角質形成細胞中DDX5的表達可以加重皮膚炎癥，提示IL-17D和DDX5可作為炎癥性皮膚病的治療的潛在靶點。另外，關于sIL-36R的研究為RNA剪接異常如何參與皮膚炎癥的發病機制提供了新的機制闡述，也為特應性皮炎和銀屑病的治療提供了潛在的治療方法。

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論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41422-022-00735-6