TBX20在慢性瘙痒发生中的基因调控机制

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慢性瘙痒是一种能够严重影响儿童和成年人身心健康的令人难以忍受的慢性神经性疾病,严重影响着患者的生活质量。目前尚无FDA批准的特异性治疗药物。近年来慢性瘙痒研究越来越引起人们的重视。但慢性瘙痒的机制和回路仍然难以确定。脑钠肽(Brain Naturalistic Peptide,BNP)是由感觉神经元分泌的能够参与痒觉调控的特异性神经递质,在痒觉的中枢传导、外周痒信号及皮肤炎性反应中均起到重要作用,近年来被证明在多种慢性痒症(包括特应性皮炎)发生中起重要痒觉传导功能。然而疾病状态下调控其功能发生的机制尚不明确。我们通过生物信息学分析,发现其受体蛋白基因具备多个TBX20的结合位点。转录因子TBX20是T-box家族中的一员。是重要的发育调控基因,在心脏的发育中起着至关重要的作用,调控心脏的增殖分化、心房的形成以及血管内皮的形成。至今尚未有报道证明其与瘙痒存在联系。为了进一步确定TBX20和BNP痒觉信号发生之间的关系,本实验通过从转录因子TBX20入手,利用临床皮肤样本,研究其病理状态下的表达及分布,利用原代表皮角质细胞和感觉神经元来研究确定TBX20-BNP的分子水平的痒相关的信号传递机制,以此为突破点发掘新的皮肤-神经信号通路,并以此为契机确定一些新的瘙痒治疗靶点,用于慢性瘙痒的治疗。本研究率先通过对比正常和特应性皮炎患者皮肤,正常和皮炎模型鼠的皮肤中TBX20表达量,证明了转录因子TBX20在皮炎瘙痒患者和小鼠皮肤上表达增加。同时,通过组织水平上证明TBX20蛋白在角质形成细胞和神经元的特异性表达,然后利用DNA-蛋白结合实验等试验在基因层面证明了BNP所刺激的角质形成细胞的核内BNP受体(NPR1)寡核苷酸序列与转录因子TBX20结合反应明显增强。并证实了TBX20m RNA在患者皮肤特异性存在于人角质形成细胞上并与BNP受体蛋白有一定共域化,当细胞水平特异性敲低TBX20蛋白表达后经过细胞因子阵列分析证明了人角质形成细胞胞外许多瘙痒相关细胞因子和皮肤炎性因子的释放显著降低。同样,当使用敲低和未敲低细胞进行高通量测序进一步发现TBX20敲低影响了多种与人体慢性皮炎皮肤病理相关的痒性因子和皮肤炎症因子的表达,最后,在体外水平上进一步证明了TBX20操控释放的细胞因子中的脂钙蛋白-2(Lipocalin-2,LCN2)能够直接在小鼠面颊皮内注射模型中引起瘙痒行为,因此是新的痒性因子。经过一系列实验,我们首次证明了转录因子TBX20与慢性瘙痒存在功能联系。TBX20参与调控BNP-NPR1痒觉信号通路调控,其可影响多种瘙痒相关因子表达和释放,其中包括迄今尚无报道的新的痒性因子LCN2。为此,本实验结果为慢性瘙痒在人外周神经上的研究提供了新的思路,为未来慢性瘙痒治疗提供了新的方向。
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