AHR信號通路在白癜風氧化應(yīng)激發(fā)病中的作用及分子機制研究.pdf

1、背景：白癜風是黑素細胞被破壞所致的色素脫失性皮膚病，其發(fā)病機制尚未充分闡明。大量研究表明，氧化應(yīng)激在白癜風發(fā)病中發(fā)揮關(guān)鍵作用，可直接導(dǎo)致黑素細胞凋亡，亦可繼而誘發(fā)自身免疫反應(yīng)破壞黑素細胞，是白癜風發(fā)病的始動環(huán)節(jié)。多種因素共同作用可打破黑素細胞氧化-抗氧化平衡，致使活性氧簇（Reactive oxygen species, ROS）過量蓄積，介導(dǎo)DNA、蛋白、脂類及線粒體等發(fā)生過氧化反應(yīng)。其中，嚴重的線粒體氧化損傷可直接激活凋亡途徑，誘發(fā)

2、黑素細胞凋亡，在白癜風氧化應(yīng)激發(fā)病中發(fā)揮重要作用。然而，目前關(guān)于白癜風線粒體損傷的分子機制尚未闡明，深入研究線粒體氧化損傷修復(fù)的關(guān)鍵信號通路及靶點，對于保護黑素細胞對抗氧化應(yīng)激損傷以及防治白癜風具有重要意義。
　　芳香烴受體（Aryl hydrocarbon receptor,AHR）是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控數(shù)百種靶基因的轉(zhuǎn)錄表達，進而發(fā)揮多種重要的生物學(xué)功能。AHR能夠修復(fù)線粒體氧化損傷，減少線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡，但具體的分子

3、機制仍不清楚。近期研究報道，白癜風患者皮損組織中AHR及下游靶基因表達顯著降低，提示白癜風中AHR信號通路可能存在異常。因此，我們提出一新的研究假說：AHR信號通路在保護線粒體功能對抗黑素細胞氧化損傷中具有重要作用；當該通路異常時，細胞無法有效緩解線粒體氧化損傷，導(dǎo)致黑素細胞凋亡增加，誘發(fā)白癜風發(fā)生。
　　目的：
　　1.分析AHR信號通路異常的遺傳背景機制及其在白癜風發(fā)病中的作用。
　　2.明確AHR信號通路在保護線

4、粒體對抗黑素細胞氧化應(yīng)激損傷的分子機制。
　　方法：
　　1.通過分子流行病學(xué)研究及相關(guān)功能學(xué)研究，觀察AHR基因多態(tài)性與白癜風罹患風險的相關(guān)性及其分子機制。
　　2.應(yīng)用AHR配體處理正常人黑素細胞系PIG1，觀察AHR信號通路活化情況。
　　3.利用H2O2孵育PIG1細胞構(gòu)建氧化應(yīng)激模型，觀察氧化應(yīng)激條件下黑素細胞PIG1中AHR信號通路活化情況。
　　4.應(yīng)用AHR信號通路抑制劑CH223191或A

5、HR激活劑FICZ及H2O2共處理PIG1細胞，觀察氧化應(yīng)激條件下AHR信號通路對黑素細胞內(nèi)總ROS水平、細胞凋亡及生長周期的影響。
　　5.應(yīng)用CH223191或FICZ及H2O2共處理PIG1細胞，觀察氧化應(yīng)激條件下AHR信號通路對黑素細胞線粒體內(nèi)膜ROS水平、線粒體膜電位、ATP合成水平、線粒體DNA水平以及線粒體損傷修復(fù)相關(guān)分子表達水平的影響。
　　6.觀察白癜風黑素細胞系PIG3V及白癜風患者外周血單個核細胞中AH

6、R表達情況及AHR信號通路激活情況。
　　結(jié)果及意義：
　　1.AHR基因遺傳多態(tài)性與白癜風易感性密切相關(guān)；位于AHR啟動子區(qū)的rs10249788位點能夠影響轉(zhuǎn)錄因子SP1與AHR啟動子區(qū)的結(jié)合，進而影響AHR基因轉(zhuǎn)錄活性；白癜風患者外周血單個核細胞中AHR及SP1的mRNA表達水平均顯著下調(diào)，且rs10249788位點能夠影響個體AHR基因表達水平。
　　2.AHR激活劑可上調(diào)PIG1細胞中AHR信號通路下游靶基因

7、CYP1A1及CYP1B1的mRN A表達水平，提示正常人黑素細胞存在功能性AHR信號通路。
　　3.H2O2可促進PIG1細胞中AHR發(fā)生核轉(zhuǎn)位，并能夠上調(diào)CYP1A1及CYP1B1的mRNA及蛋白表達水平；AHR信號通路特異性抑制劑CH223191能夠抑制上述作用；上述結(jié)果提示H2O2可促進正常人黑素細胞中AH 信號通路激活。
　　4.氧化應(yīng)激條件下，抑制AHR信號通路后PIG1細胞生長停滯、胞內(nèi)總ROS水平明顯升高、晚

8、期凋亡率顯著升高；上述結(jié)果提示氧化應(yīng)激條件下抑制AHR信號通路可加重黑素細胞氧化損傷。
　　5.氧化應(yīng)激條件下，抑制AHR信號通路后PIG1細胞線粒體ROS水平明顯升高、線粒體膜電位顯著降低、ATP合成水平顯著降低、線粒體DNA含量明顯減少；而進一步激活A(yù)HR信號通路后PIG1細胞線粒體ATP合成水平及線粒體DNA水平均顯著升高；此外，調(diào)控AHR信號通路能夠影響線粒體生物合成調(diào)控分子Nfr1及其下游Tfam、CYCS的表達水平，而

9、對于細胞或線粒體自噬沒有明顯影響；上述結(jié)果提示氧化應(yīng)激條件下抑制AHR信號通路可加重線粒體氧化損傷，激活A(yù)HR信號通路能夠促進線粒體生物合成過程。
　　6.白癜風黑素細胞系PIG3V中AHR蛋白表達水平顯著降低，H2O2處理PIG3V細胞后CYP1A1蛋白表達水平無明顯變化，提示氧化應(yīng)激條件下白癜風黑素細胞中AHR表達異常且存在激活障礙；白癜風患者外周血單個核細胞中AHR的mRN A表達水平顯著下調(diào)，且與疾病嚴重程度密切相關(guān)。

10、r>　　結(jié)論：
　　本研究首次明確AHR基因遺傳變異可影響AHR轉(zhuǎn)錄表達，與白癜風易感性密切相關(guān)；在氧化應(yīng)激條件下，AHR表達異?？蓪?dǎo)致AHR信號通路激活障礙，影響下游線粒體生物合成及線粒體損傷修復(fù)過程，導(dǎo)致線粒體介導(dǎo)的黑素細胞凋亡增加，從而參與白癜風黑素細胞氧化應(yīng)激損傷過程。本研究意義在于：深入認識AHR信號通路的生物學(xué)功能；初步闡述線粒體氧化損傷修復(fù)的新機制；明確AHR信號通路在保護黑素細胞對抗氧化應(yīng)激損傷中的重要作用，為指導(dǎo)