核激素受體在皮膚主要構(gòu)成細(xì)胞和表皮鱗癌A431細(xì)胞中的表達(dá)及其部分配體的調(diào)節(jié)效應(yīng).pdf

1、研究背景與目的:
　　核激素受體(nuclearhormonereceptor,NHR)超家族是目前已知的最大的一類真核轉(zhuǎn)錄因子家族。近十年來,該家族的成員以驚人的速度從各類動(dòng)物中鑒定和發(fā)現(xiàn),使得核受體超家族的結(jié)構(gòu)和功能成為分子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。核受體超家族由共同的祖先進(jìn)化演變而來,具有共同的結(jié)構(gòu)特征。通過與特定的應(yīng)答元件的識(shí)別和結(jié)合,對靶基因的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)控,在生物體的發(fā)育、分化以及體內(nèi)平衡穩(wěn)定等多種生理活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。配

2、體激活的核激素受體在核內(nèi)與DNA結(jié)合,調(diào)節(jié)相應(yīng)基因的表達(dá)。它們在保持多種細(xì)胞和組織,包括皮膚的穩(wěn)定方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
　　核激素受體超家族的成員數(shù)量之多遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們當(dāng)初的預(yù)料。到目前為止,已經(jīng)超過了150個(gè),使得這一超家族成為目前已知的最大的一類真核轉(zhuǎn)錄因子家族。不僅包括已發(fā)現(xiàn)配基的鹽皮質(zhì)激素受體(Mineralocorticoidreceptor,MR)、糖皮質(zhì)激素受體(GlucocorticoidReceptor,GR)、孕

3、酮受體(Progesteronereceptor,PR)、雄激素受體(Androgenreceptor,AR)、雌激素受體(EstrogenReceptor,ER)、甲狀腺素受體(Thyroidhormonereceptor,TR)、維生素D3受體(VitaminD3receptor,VDR)和維甲酸受體(RAR和RXR),還包括大量的配基未知的孤兒受體(orphanreceptors)。
　　核激素受體在調(diào)節(jié)皮膚發(fā)育過程中發(fā)揮重

4、要作用,它們還參與調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝,增殖、分化、細(xì)胞凋亡和炎癥過程等。關(guān)于糖皮質(zhì)激素、雄激素以及雌激素受體對皮膚的作用已進(jìn)行廣泛研究。隨著研究深入,發(fā)現(xiàn)核激素受體的其他很多成員在維持皮膚平衡方面也發(fā)揮了重要作用。其中一組與RXR形成異源二聚體的亞群受體中,多種受體(比如RAR和VDR)的配體已成功用于皮膚病的治療。不同的受體在皮膚中發(fā)揮不同作用,而且可以隨機(jī)的選取靶向藥物用于皮膚病的臨床治療。目前研究致力與確定更多的核激素受體亞群成員對皮膚

5、的作用,其中包括過氧化物酶體增殖物激活受體(Peroxisomeproliferators-activatedreceptors,PPARs)、和肝X受體(LiverXreceptors,LXRs)。
　　通常情況下,膜受體與配體結(jié)合(如生長因子),啟動(dòng)胞漿內(nèi)的級聯(lián)反應(yīng)。與膜受體不同的是,配體與其核受體結(jié)合后,可以將信號(hào)傳遞至核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄機(jī)器,但是其作用不僅僅局限在核內(nèi),它們也可以直接與胞漿內(nèi)的信號(hào)通路直接作用。最為特殊的一點(diǎn)是,膜

6、受體只一小部分的受體激活通過下游的級聯(lián)反應(yīng)就能產(chǎn)生最大的反應(yīng)強(qiáng)度,而核激素受體的受體占用率則通常與激素的反應(yīng)強(qiáng)度呈平行關(guān)系,即核激素受體的表達(dá)水平高低決定了相應(yīng)激素的作用效果,水平越高,則反應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng),反之亦然。
　　人類皮膚中存在哪些核激素受體家族成員表達(dá),且其表達(dá)水平如何?其相應(yīng)配體對正常皮膚功能會(huì)有何調(diào)節(jié)作用?核激素受體家族成員在正常皮膚表皮細(xì)胞與鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)之間是否存在差異?這種表達(dá)異常是否在皮膚惡性腫瘤的發(fā)生及發(fā)展過

7、程中發(fā)揮重要作用?高表達(dá)受體成員是夠能成為腫瘤治療的特異性靶點(diǎn)?針對上述問題,本實(shí)驗(yàn)采用PCRarray方法檢測皮膚的主要組成細(xì)胞(表皮角質(zhì)形成細(xì)胞和真皮成纖維細(xì)胞)以及皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞A431細(xì)胞系中核激素受體的表達(dá)水平以了解核激素受體各相關(guān)成員mRNA表達(dá)情況,并選取相應(yīng)的受體配體對A431腫瘤細(xì)胞進(jìn)行藥物處理,觀察相應(yīng)配體對細(xì)胞增殖、分化以及細(xì)胞周期等細(xì)胞生理特性的影響。本研究旨在深入了解核激素受體在調(diào)控皮膚細(xì)胞功能以及腫瘤細(xì)胞

8、失控性過度增殖機(jī)制中的作用,并有助于尋找特異性靶點(diǎn)而為皮膚相關(guān)疾病提供潛在的治療藥物。
　　研究方法與結(jié)果:
　　1.應(yīng)用PCRarray方法分別檢測了核激素受體家族成員在皮膚主要構(gòu)成細(xì)胞-表皮角質(zhì)形成細(xì)胞和真皮成纖維細(xì)胞mRNA的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)在皮膚主要構(gòu)成細(xì)胞中主要表達(dá)的核激素受體以RXR異構(gòu)二聚體家族成員為主,表皮角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)核激素受體表達(dá)水平普遍高于真皮成纖維細(xì)胞。
　　2.外用甲狀腺素類似物-TRIAC處理

9、C57BL/6小鼠一周后,免疫組織化學(xué)方法結(jié)果提示TRIAC可明顯促進(jìn)小鼠表皮細(xì)胞增殖,導(dǎo)致表皮厚度增加,但顯著降低皮膚表皮中細(xì)胞分化標(biāo)記物的表達(dá)水平。
　　3.MTS結(jié)果提示TRIAC可促進(jìn)體外培養(yǎng)人正常角質(zhì)形成細(xì)胞增殖,Real-timePCR及WesternBlotting結(jié)果提示TRIAC可顯著促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)增殖標(biāo)記物PCNA的表達(dá)水平升高,抑制細(xì)胞分化標(biāo)記物的表達(dá);流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果提示TRIAC可明顯促進(jìn)體外培養(yǎng)角質(zhì)形

10、成細(xì)胞中G1期細(xì)胞比例降低,而S期細(xì)胞比例升高。
　　4.應(yīng)用PCRarray方法檢測皮膚鱗癌A431細(xì)胞中核激素受體的表達(dá)情況,提示皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中也存在大量核激素受體表達(dá),與正常角質(zhì)形成細(xì)胞相比,鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中,部分RXR異構(gòu)二聚體家族成員mRNA表達(dá)水平明顯升高。
　　5.MTS結(jié)果發(fā)現(xiàn)多種新合成的RXR二聚體家族配基中,LXR受體激動(dòng)劑(T0901317和GW3965)可明顯抑制體外培養(yǎng)的皮膚鱗癌A431細(xì)胞增

11、殖。
　　6.流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果提示LXR受體激動(dòng)劑可導(dǎo)致A431細(xì)胞周期中G0/G1期細(xì)胞比例明顯升高,S期細(xì)胞比例顯著降低。
　　7.PCR結(jié)果和WesternBlotting結(jié)果提示LXR受體激動(dòng)劑處理后,導(dǎo)致A431細(xì)胞中細(xì)胞增殖標(biāo)記物PCNA的表達(dá)水平明顯降低。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子KLF4表達(dá)水平明顯升高,其下游基細(xì)胞周期抑制因子p21表達(dá)水平明顯升高。
　　8.應(yīng)用RNAi技術(shù)沉默A431細(xì)胞中LXRβ受體后,再次LX

12、R受體激動(dòng)劑處理干擾后細(xì)胞,PCR結(jié)果提示LXR受體激動(dòng)劑對相關(guān)基因的誘導(dǎo)作用明顯減弱。
　　結(jié)論:
　　正常皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中都存在大量核激素受體家族成員的表達(dá),其中以RXR異構(gòu)二聚體亞家族成員為主。表皮是核激素受體表達(dá)的主要部位,提示表皮細(xì)胞可能是核激素受體作用的重要靶細(xì)胞。作為RXR異構(gòu)二聚體亞家族的重要一員,甲狀腺素類似物可明顯促進(jìn)表皮細(xì)胞增殖,顯著抑制表皮細(xì)胞分化。
　　皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中也存在