《Journal of Pharmaceutical Analysis》：NAT10 aggravates psoriasis by promoting keratinocytes fatty acid synthesis via stable FASN transcription
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本研究聚焦银屑病（psoriasis）中角朊细胞（keratinocytes）异常增殖的核心难题，揭示了RNA修饰酶NAT10（N-acetyltransferase 10）通过催化脂肪酸合成酶FASN（fatty acid synthase）的mRNA发生N4-acetylcytidine（ac4C）修饰，增强其稳定性，从而驱动角朊细胞脂肪酸代谢重编程并促进其增殖的新机制。遗传学与药理学抑制NAT10可有效缓解疾病表型，为银屑病的靶向治疗提供了新策略。
银屑病，俗称“牛皮癣”，是一种全球范围内影响约2%-5%人口的慢性炎症性皮肤病。患者的皮肤上会出现增厚、发红、覆盖着银白色鳞屑的斑块，这不仅带来瘙痒和不适，更严重影响着患者的生活质量和心理健康。长期以来，科学家们认为银屑病主要是一场免疫系统的“内战”——失调的免疫细胞攻击自身皮肤组织，导致炎症和皮肤细胞的疯狂增殖。其中，作为皮肤外层主要构成的角朊细胞，其失控的增殖是银屑病皮肤增厚（表皮增生）的直接原因。尽管已有不少针对免疫通路的药物，但仍有许多患者疗效不佳或面临副作用，因此，深入探究角朊细胞自身“为何”以及“如何”失控生长，是寻找新治疗靶点的关键。
近年来的研究逐渐发现，除了免疫系统，细胞内部的“代谢引擎”变化也在疾病中扮演重要角色。特别是在多种癌症中被广泛研究的脂肪酸代谢重编程，即细胞大量合成新的脂肪酸以满足其快速生长和增殖的需求，是否也在银屑病的角朊细胞中“点火启动”？驱动这一代谢转变的上游“开关”又是什么？与此同时，表观遗传学调控的另一个前沿领域——RNA修饰，正受到越来越多的关注。RNA分子上的化学修饰如同给遗传密码“加注标点”，能精细调控基因的表达。其中，一种名为N4-乙酰胞苷（ac4C）的修饰被发现可以稳定mRNA并增强其翻译效率，而其唯一的“书写者”是一种名为N-乙酰转移酶10（NAT10）的酶。NAT10/ac4C轴在癌症和干细胞中作用显著，但在银屑病中却是一片未知的领域。
由Weibo Tang、Jingling Shen、Zhongxin Zhu、Ye Xu和Weitao Cong等研究人员组成的团队，在《Journal of Pharmaceutical Analysis》上发表的研究，正是为了解开这些谜团。他们将目光投向了NAT10，探索它是否在银屑病的角朊细胞中异常活跃，并试图揭示它如何通过调控代谢关键基因，最终驱动疾病的发生与发展。
为了开展这项研究，作者团队运用了多种前沿技术方法。研究首先利用临床银屑病患者皮肤样本和公共基因表达（GEO）数据库进行验证，并深入分析了来自健康人和银屑病患者的皮肤单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，以在单细胞水平解析NAT10表达的细胞异质性。在机制探索上，研究整合了RNA测序（RNA-seq）和ac4C RNA免疫沉淀测序（acRIP-seq）技术，以全基因组范围筛选NAT10的直接下游靶点。同时，通过RNA稳定性实验、RNA-EMSA（RNA电泳迁移率变动分析）、蛋白质-核酸对接模拟以及点突变构建等技术，在分子水平验证了NAT10与靶标mRNA的直接互作及其功能依赖的催化位点。在功能验证层面，研究在体外使用了人永生化角质形成细胞（HaCaT）和正常人表皮角朊细胞（NHEK），通过基因敲低、过表达以及使用特异性抑制剂remodelin进行干预；在体内则构建了角朊细胞特异性条件性敲除（CKO）小鼠，并应用咪喹莫特（IMQ）和白介素-23（IL-23）诱导的急、慢性银屑病样小鼠模型，从遗传学和药理学两个角度评估靶点干预的治疗效果。
研究结果层层递进，揭示了NAT10在银屑病中的核心作用：
3.1. NAT10在银屑病患者表皮中表达升高
通过对临床样本的免疫组化分析和公共数据集挖掘，发现NAT10在银屑病皮损表皮中表达显著上调。单细胞测序分析进一步揭示，这种上调主要集中于具有高增殖潜能的基底型和超增殖型角朊细胞亚群中，明确了NAT10异常表达的具体细胞定位。
3.2. NAT10和ac4C修饰在银屑病样模型中上调
在IMQ诱导的小鼠银屑病样模型以及用M5（IL-17A, OSM, TNF-α, IL-22, IL-1α混合因子）刺激的体外角朊细胞模型中，NAT10的蛋白和mRNA水平均随时间进程显著增加。同时，其催化产物ac4C的整体丰度也相应升高，证实了NAT10/ac4C轴在疾病状态下的激活。
3.3. NAT10在体外促进角朊细胞增殖
在HaCaT细胞中敲低NAT10，能显著降低细胞增殖标志物（PCNA， Ki67）、细胞周期蛋白（Cyclin A1， Cyclin E1）和炎症因子IL-6的表达，减少EdU掺入和S期细胞比例，并抑制克隆形成能力。相反，过表达NAT10则促进细胞增殖。使用NAT10抑制剂remodelin也能取得类似效果，证实了NAT10对角朊细胞增殖的驱动作用。
3.4. 鉴定NAT10介导的ac4C修饰转录本
通过acRIP-seq技术，研究人员绘制了角朊细胞中ac4C修饰的全基因组图谱。敲低NAT10导致大量转录本（包括2472个mRNA）的ac4C修饰水平降低，这些修饰主要富集于编码区（CDS）和3‘非翻译区（3’UTR）。功能富集分析显示，这些修饰降低的基因与细胞周期、RNA转运和脂质生物合成等通路密切相关，为后续寻找关键效应分子提供了线索。
3.5. NAT10介导的ac4C修饰稳定FASN mRNA
整合RNA-seq和acRIP-seq数据并进行交叉筛选，研究人员将脂肪酸合成酶（FASN）锁定为NAT10的关键下游靶点。机制研究表明，NAT10通过其乙酰转移酶活性，直接结合并在FASN mRNA的特定保守位点催化ac4C修饰。这种修饰显著增强了FASN mRNA的稳定性（延缓了其降解），从而上调了FASN蛋白的表达。而失去催化活性的NAT10突变体（G641E）则无法发挥这一作用。
3.6. 靶向FASN可通过调控脂肪酸代谢重编程有效抑制角朊细胞增殖
功能实验证实，M5刺激会导緻角朊细胞内脂质（甘油三酯和游离脂肪酸）积累增加。敲低NAT10或使用其抑制剂remodelin可逆转这种脂质沉积。更重要的是，即使过表达NAT10，只要同时敲低其下游靶点FASN，就能有效抑制细胞增殖、克隆形成和细胞周期进程，这表明FASN是介导NAT10促增殖效应的核心执行者。
3.7. 遗传或药理学抑制NAT10可缓解银屑病进程
体内实验提供了最有力的证据。在角朊细胞特异性敲除NAT10的小鼠中，IMQ或IL-23诱导的银屑病样皮肤增厚、炎症细胞浸润、微血管生成及体重减轻等症状均得到显著缓解。皮损中增殖细胞和FASN的表达也同步下降。同样，局部或全身应用NAT10抑制剂remodelin，也能在小鼠模型中有效减轻疾病严重程度，且未观察到明显毒性。
综合以上结果，本研究得出了一个清晰的结论：在银屑病中，NAT10在增殖性角朊细胞中特异性高表达，并通过催化ac4C修饰来稳定其下游靶基因FASN的mRNA。FASN表达的上调驱动了角朊细胞的脂肪酸代谢重编程，导致脂质大量合成与积累，从而为细胞的异常增殖提供了“燃料”和构建模块。这条新发现的“NAT10-ac4C-FASN-脂肪酸代谢”轴，构成了角朊细胞内在的促增殖核心通路。
在讨论部分，作者强调了本研究的创新性与意义。首先，这是首次将RNA修饰酶NAT10及其催化的ac4C修饰与银屑病病理直接联系起来，将表观转录组调控、代谢重编程和细胞增殖三大生物学过程串联成一个完整的致病机制。其次，研究不仅发现了新机制，还验证了其治疗潜力。通过基因敲除和抑制剂remodelin干预，在急性和慢性疾病模型中均取得了良好效果，表明靶向NAT10是一个颇具前景的治疗新策略。与当前主流的靶向免疫细胞因子的“由外向内”疗法不同，靶向NAT10是一种“由内向外”的策略，旨在直接纠正角朊细胞自身失调的代谢与增殖程序，可能为对现有免疫调节剂反应不佳的患者提供新的选择。尽管研究存在一些局限性，例如部分ac4C修饰的残留提示可能存在其他调节因子，以及需要更大规模的临床队列验证等，但其无疑为深入理解银屑病的细胞内在机制和开发新型靶向药物开辟了新的道路。
