高剂量的NB-UVB通过p38 MAPK信号通路诱导真皮成纤维细胞衰老，从而加速白癜风的进展

《Journal of Investigative Dermatology》：High-dose NB-UVB exacerbates vitiligo progression by inducing dermal fibroblast senescence via the p38 MAPK signaling pathway

NB-UVB治疗通过诱导真皮纤维细胞衰老及激活p38 MAPK通路影响白癜风病情，低剂量抑制CD8+ T细胞并促进色素沉着，高剂量则加剧炎症和疾病进展。

　　

郝旭|荣进|艾怡

中国杭州第三人民医院皮肤科

摘要

白癜风是一种后天性的多基因自身免疫性疾病，目前有效的治疗方法有限。真皮成纤维细胞在白癜风中起着关键作用，它们响应干扰素-γ（IFN-γ）并分泌趋化因子来招募和激活CD8⁺ T细胞。尽管窄谱紫外线B（NB-UVB）是治疗白癜风的常用方法，但它可能会引起光毒性等副作用。本研究探讨了NB-UVB与白癜风中成纤维细胞衰老之间的关系，以及NB-UVB在某些情况下可能引发疾病进展的机制。通过对公开的单细胞和批量RNA测序数据的分析发现，NB-UVB照射会诱导真皮成纤维细胞衰老，并激活MAPK和p53信号通路。体外实验表明，高剂量NB-UVB暴露会导致白癜风成纤维细胞衰老和炎症加剧。在白癜风小鼠模型中，低剂量NB-UVB治疗显著减少了CD8⁺ T细胞的数量并增加了皮肤色素沉着。相反，高剂量NB-UVB会诱导衰老和促炎微环境，从而加重白癜风的进展。在小鼠皮肤中，高剂量NB-UVB治疗会引发细胞衰老，并增加趋化因子和细胞因子的表达，进而破坏皮肤微环境和稳态。

引言

白癜风是一种后天性的多基因自身免疫性疾病，其特征是由于细胞毒性CD8⁺ T细胞的激活导致黑色素细胞破坏而引起皮肤色素脱失（Ezzedine等人，2015年；Ta?eb，2000年）。全球约有0.36%的人口患有白癜风（Akl等人，2024年），其病因复杂，对患者的心理和身体健康有显著影响（Seneschal等人，2021年）。干扰素-γ（IFN-γ）信号通路可刺激角质形成细胞和真皮成纤维细胞分泌炎症细胞因子和趋化因子，从而招募CD8⁺ T细胞，引发针对黑色素细胞的自身免疫反应（Xu等人，2022年）。这导致了皮肤色素脱失，这是白癜风的主要发病机制（Katz和Harris，2021年；Xu等人，2022年）。然而，研究人员指出，白癜风的病因较为复杂，包括自身免疫机制、神经调节紊乱、氧化应激以及黑色素细胞黏附力下降（Katz和Harris，2021年）。尽管CD8⁺ T细胞在黑色素细胞破坏中起重要作用，但进一步的研究需要关注皮肤中其他细胞类型的功能以及黑色素细胞周围免疫微环境在白癜风发病机制中的重要性（Xu等人，2022年；Yang等人，2024年）。

皮肤由多种细胞类型组成，包括角质形成细胞、黑色素细胞、成纤维细胞和免疫细胞，这些细胞相互作用以维持皮肤稳态（Nguyen和Soulika，2019年）。同样，非免疫因素和免疫因素之间的复杂相互作用驱动了白癜风的进展，除了黑色素细胞之外的其他细胞也会影响白癜风的发展（Seneschal等人，2021年）。成纤维细胞是重要的间充质细胞，具有多种生物学功能（Wei等人，2021年）；这些细胞参与合成细胞外基质（ECM）成分，如胶原蛋白、弹性蛋白、纤维连接蛋白和层粘连蛋白，并通过分泌细胞因子、代谢物和生长因子来调节真皮的微环境和免疫反应（Lu等人，2011年；Martin和Nunan，2015年）。其中，真皮成纤维细胞作为炎症细胞因子和趋化因子的来源，在通过白细胞招募促进慢性组织炎症和加剧炎症损伤方面起着关键作用（Martin和Nunan，2015年）。最近使用scRNA-seq对白癜风皮肤进行的研究表明，白癜风真皮中的成纤维细胞响应IFN-γ并分泌C-X-C基序趋化因子配体9（CXCL9）和C-X-C基序趋化因子配体10（CXCL10）来招募和激活CD8⁺ T细胞，从而加重白癜风的进展（Xu等人，2022年）。然而，真皮成纤维细胞在白癜风中的功能和机制仍需进一步研究，这可能会揭示治疗该疾病的新策略。

窄谱紫外线B（NB-UVB）光疗的有效波长为311±3纳米，广泛用于通过增加调节性T细胞和抑制CD8⁺ T细胞来治疗白癜风（Rana等人，2011年）。NB-UVB通常被认为是一种有效的白癜风治疗方法，目前主要作为辅助疗法，通过激活黑色素细胞来恢复皮肤色素沉着（Bhatia等人，2021年）。尽管效果显著，但NB-UVB治疗仍可能引起水疱、疼痛和光毒性等副作用，且一些皮肤病变对NB-UVB治疗反应不佳。许多因素，如衰老细胞和CD8⁺ T细胞数量的增加以及总黑色素细胞、增殖细胞和分化细胞的减少，都可能导致治疗无效（Goldstein等人，2024年）。NB-UVB可导致DNA损伤、光老化及皮肤癌（Ley，2001年），引起细胞衰老、凋亡和活性氧（ROS）生成增加（Kumar等人，2022年；Lee等人，2020年），这些因素都可能影响白癜风的进展和NB-UVB的治疗效果。一项先前研究分析了接受UVB处理的小鼠皮肤的scRNA-seq数据，发现UVB照射会导致成纤维细胞衰老和ROS积累。基因本体论（GO）分析显示，衰老的成纤维细胞主要参与调节免疫反应（Qiang和Dai，2024年）。在白癜风患者的表皮和真皮中广泛检测到了与衰老相关的标志物，非病变皮肤中也可检测到衰老表型。先前的研究表明，白癜风细胞的分泌特征与衰老细胞相似，包括衰老相关分泌表型（SASP）成分、衰老生物标志物、炎症细胞因子和代谢介质（Bellei和Picardo，2020年）。UVB照射激活了p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路，引发促炎反应，且p38 MAPK的磷酸化随时间逐渐增强（Kim等人，2005年）。p38 MAPK信号通路在转录和翻译阶段调节促炎细胞因子的生物合成，调控炎症、细胞周期、细胞死亡、细胞发育和分化、凋亡以及细胞衰老，使其成为治疗自身免疫性和炎症性疾病的潜在靶点（Coulthard等人，2009年）。NB-UVB诱导的细胞衰老是一个关键机制，反映了可能潜在的白癜风进展的持续性和系统性原因。NB-UVB影响成纤维细胞功能和衰老的机制以及p38 MAPK信号通路，可能解释了高剂量NB-UVB为何会加重白癜风。

在本研究中，我们旨在探讨UVB辐射是否通过p38 MAPK信号通路影响成纤维细胞衰老，从而加剧白癜风的进展。通过揭示这一潜在机制，我们希望为优化NB-UVB治疗白癜风的效果提供科学依据。

章节摘录

NB-UVB诱导真皮成纤维细胞衰老并激活p38 MAPK

为了研究NB-UVB对正常皮肤成纤维细胞的影响，分析了公共数据库中的小鼠皮肤scRNA-seq数据（GSE173385）（Lin等人，2022年）。选择了UVB组和正常对照组进行数据分析（补充图S1a）。使用通用细胞标记物对细胞进行聚类（图1a和补充图S1b）。Col1a1和Dcn用于识别成纤维细胞（补充图S1c和d），并将其分为四个簇（图1b）。

讨论

白癜风是一种全球患病率为0.36%的复杂疾病（Akl等人，2024年）。白癜风引起的皮肤色素脱失斑块会影响患者的心理和身体健康（Searle等人，2021年；Seneschal等人，2021年）。在白癜风中，真皮成纤维细胞响应IFN-γ，分泌细胞因子以招募和激活CD8⁺细胞毒性T细胞（Xu等人，2022年）。在特定条件下，如UVB照射下，真皮成纤维细胞可以分泌胶原蛋白和基质金属蛋白酶

小鼠模型的建立

C57小鼠在SPF条件下饲养。8-9周大的C57小鼠背部皮肤被注射2×10⁵ B16F10细胞，然后在第4天和第10天注射抗小鼠CD4-InVivo（Selleck，A2101）。选择肿瘤大小相当的小鼠以确保抗原负荷和免疫激活的一致性。第12天手术切除肿瘤（Chen等人，2022年）。诱导后，小鼠被随机分配到不同的组别。

统计分析

数据分析使用GraphPad Prism 10.0版本（GraphPad Software，美国）进行。数据以平均值±标准误（SEM）表示。使用Shapiro-Wilk检验评估分布的正态性。对于正态分布的数据，使用F检验比较两组之间的方差；如果方差显著不同，则进行Welch’s t检验，否则使用非配对Student’s t检验。对于多个正态分布数据的比较，需要检查方差同质性

伦理声明

该研究获得了杭州第三人民医院医学伦理委员会的批准（2023KA015）。由于这项研究是合作项目，所有体内动物实验均在上海总医院的动物设施中进行。所有实验均遵循美国国立卫生研究院关于实验室动物护理和使用的指南（SYXK-2019-0028和SYXK-2024-0030）。

数据可用性声明

本研究中的RNA测序数据已存入基因组序列档案（GSA：CRA039433；https://ngdc.cncb.ac.cn/gsa/browse/CRA039433）。所有与本研究相关的数据可向相应作者索取。

ORCIDs

郝旭：https://orcid.org/0000-0002-6617-5570荣进：https://orcid.org/0000-0002-5667-814X艾怡：https://orcid.org/0000-0001-7255-086X

利益冲突

作者声明无利益冲突。

作者贡献

概念提出：AX；数据整理：HX；形式分析：HX；资金获取：AX；研究实施：HX, RJ；项目管理：AX；资源协调：HX, RJ, AX；监督：AX；验证：HX, RJ；可视化：HX；初稿撰写：HX；审稿和编辑：HX, RJ, AX

AI/LLM使用声明

本手稿的撰写过程中未使用任何AI或LLM工具。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金联合基金项目（U22A20310）的资助（AX）。作者感谢上海总医院的王洪林教授提供用于本研究的动物模型。图形摘要由figdraw.com制作。