PRELP负调控银屑病中IL-17A介导的角质形成细胞增殖及炎症反应

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：PRELP negatively regulates IL-17A-mediated proliferation and the inflammatory response in psoriasis

　　

摘要：银屑病（Psoriasis）是一种主要由白细胞介素-17A（Interleukin-17A, IL-17A）驱动的常见免疫介导性皮肤病。尽管IL-17A在疾病发病机制中起关键作用，但其潜在机制尚未完全阐明。通过生物信息学分析，研究人员发现富脯氨酸/精氨酸端亮氨酸富含重复蛋白（proline/arginine-rich end leucine-rich repeat protein, PRELP）在经IL-17A抑制剂（Secukinumab、Ixekizumab及Brodalumab）治疗后的银屑病患者皮损中表达上调，而在基线期其表达于皮损区显著低于非皮损区。实验检测证实IL-17A抑制角质形成细胞（keratinocytes, KCs）中PRELP的表达，这与小鼠模型及人类患者皮损组织中PRELP降低相一致。功能研究表明，PRELP抑制角质形成细胞增殖、促进凋亡，并减弱核因子κB（nuclear factor kappa-B, NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）通路活化及下游促炎细胞因子与趋化因子的产生。通过下调角质形成细胞中IL6，PRELP进一步经IL6调节削弱局部IL-17A的产生，提示其可打破银屑病炎症的正反馈环路。皮内给予腺相关病毒（adeno-associated virus, AAV）-K14-PRELP可改善小鼠类银屑病表现，包括红斑、鳞屑、表皮增生及Th17细胞浸润。机制上，IL-17A通过激活信号转导与转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3, STAT3）抑制PRELP转录，STAT3直接结合PRELP启动子发挥转录抑制作用。综上，研究结果确定PRELP是银屑病中IL-17A信号通路的负调控因子，通过角质形成细胞失调调节及Th17细胞调控发挥作用。旨在增强PRELP表达的治疗策略可能成为治疗银屑病及其他Th17驱动炎症性疾病的新途径。

论文解读：PRELP负调控银屑病中IL-17A介导的角质形成细胞增殖及炎症反应

研究背景与意义

银屑病（Psoriasis vulgaris）是一种慢性免疫介导的炎症性皮肤病，全球患病率为0.5%–8%，其病理特征为表皮角质形成细胞（Keratinocytes, KCs）过度增殖、异常分化伴真皮免疫细胞浸润，IL-23/Th17轴尤其是IL-17A被认为是核心驱动因素。虽然IL-17A靶向生物制剂（如Secukinumab、Ixekizumab、Brodalumab）临床疗效显著，但仍有部分患者应答不佳或产生耐药，且IL-17A在角质形成细胞中精确的下调靶点与负反馈机制未完全阐明。本研究基于IL-17A抑制剂治疗前后的转录组数据分析，聚焦富脯氨酸/精氨酸端亮氨酸富含重复蛋白（proline/arginine-rich end leucine-rich repeat protein, PRELP）——一种II类小分子富含亮氨酸蛋白聚糖（small leucine-rich proteoglycan, SLRP），既往已知参与细胞外基质（extracellular matrix, ECM）稳态及某些肿瘤抑制，但在皮肤免疫生物学特别是银屑病中的作用未知。本文发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》，旨在揭示PRELP作为IL-17A信号内源性负调控因子的功能与机制，为银屑病治疗提供新靶点。

主要关键技术方法

研究人员整合分析了GEO数据库中银屑病患者接受IL-17A抑制剂（GSE137218、GSE31652、GSE117468）、TNF-α抑制剂（GSE11903）、环孢素（GSE58558）、Ustekinumab（GSE117239）及健康对照的皮肤转录组数据；采用人银屑病皮损与正常皮肤组织及IMQ（Imiquimod）诱导的小鼠银屑病模型；分离培养原代正常人表皮角质形成细胞（normal human epidermal keratinocytes, NHEKs）及HaCaT细胞系，进行IL-17A及M5细胞因子（IL-17A+IL-22+OSM+IL-1α+TNF-α）刺激；通过慢病毒构建PRELP过表达及STAT3 siRNA敲低体系；采用CCK-8、EdU掺入、Annexin V/PI流式细胞术检测增殖与凋亡；Western blot检测NF-κB/MAPK磷酸化水平；染色质免疫沉淀（chromatin immunoprecipitation, ChIP-qPCR）与双荧光素酶报告基因验证STAT3对PRELP启动子的结合与转录抑制；构建K14启动子驱动的AAV-PRELP经皮内注射于小鼠，评估IMQ、IL-23及TPA诱导的炎症模型表型；分离小鼠初始CD4⁺T细胞进行Th17分化实验，收集PRELP过表达KC上清共培养；采用流式细胞术检测皮肤驻留IL-17A⁺CD4⁺T细胞及γδ T细胞；利用小鼠皮肤器官培养模型验证；对银屑病人皮损单细胞RNA测序数据（GSE151177）进行PRELP高/低表达分组差异分析与富集分析。

研究结果

Expression of PRELP is decreased in psoriatic keratinocytes（银屑病患者角质形成细胞中PRELP表达降低）

通过对公共数据集及临床标本分析，研究人员发现PRELP在银屑病皮损表皮（尤其炎性角质形成细胞亚群）中mRNA及蛋白水平显著低于非皮损及正常人皮肤，且该下调可被IL-17A抑制剂（Secukinumab、Ixekizumab、Brodalumab）、Ustekinumab、Etanercept及环孢素上调，但与维甲酸或IFN-γ无关。IL-17A呈剂量与时间依赖性直接下调NHEKs和HaCaT中PRELP mRNA及蛋白，IL-17F及IL-17A/F异二聚体亦有相似作用。单细胞分析确认PRELP特异性在角质形成细胞亚群下调。提示IL-17A信号直接抑制PRELP表达，且PRELP降低是银屑病皮损的特征性改变。

PRELP downregulates the proliferation and inflammatory response of keratinocytes stimulated by IL-17A（PRELP下调IL-17A刺激的角质形成细胞增殖与炎症反应）

PRELP过表达的NHEKs/HaCaT经IL-17A刺激后，CCK-8与EdU显示增殖受抑，Annexin V/PI示凋亡增加；qPCR显示IL-1β、IL6、TNF-α、CXCL1、CCL20、CXCL8、CXCL10、S100A7等促炎因子与趋化因子表达下降；Western blot显示IL-17A诱导的P65（NF-κB）、JNK、P38、ERK磷酸化被PRELP过表达减弱。表明PRELP通过抑制NF-κB和MAPK通路活化，拮抗IL-17A诱导的角质形成细胞过度增殖、凋亡抵抗及炎症因子/趋化因子释放。

STAT3-mediated transcriptional repression of PRELP（STAT3介导PRELP转录抑制）

STAT3 siRNA敲低或STAT3抑制剂处理可逆转IL-17A对PRELP的抑制，恢复PRELP表达；STAT3回补则再次抑制PRELP。ChIP-qPCR显示STAT3富集于PRELP启动子区约3倍于IgG对照；双荧光素酶报告实验证实STAT3显著抑制含野生型STAT3结合位点的PRELP启动子活性，突变该位点则抑制消失；NF-κB p65未结合PRELP启动子。证明IL-17A激活的STAT3直接结合PRELP启动子，作为转录抑制因子下调PRELP转录。

Keratinocyte-targeted PRELP delivery ameliorates psoriatic-like lesions in mice（角质形成细胞靶向PRELP递送改善小鼠类银屑病皮损）

经K14启动子AAV介导皮内注射AAV-K14-PRELP，使小鼠表皮特异性过表达PRELP后行IMQ诱导，结果显示临床评分降低、红斑减轻、表皮厚度（acanthosis）减小，增殖标志K16与PCNA表达下降，真皮Th17相关因子IL-1β、IL6、TNF-α降低，而IFN-γ通路标志MX-1、ISG15无变化，CD31（血管内皮标志）不变。在IL-23诱导耳部炎症模型中PRELP过表达同样减轻炎症与表皮增生；但在TPA（Th1/IFN-γ主导）模型中无效。证实PRELP特异性拮抗IL-17A/Th17轴驱动的银屑病样炎症。

Keratinocyte-derived PRELP attenuates local IL-17 production via IL-6/IL-23/IL-1 modulation（角质形成细胞来源PRELP经调控IL-6/IL-23/IL-1β减弱局部IL-17产生）

AAV-K14-PRELP小鼠IMQ模型中皮肤IL-17A与IL-23 mRNA降低，流式显示真皮IL-17A⁺CD4⁺T细胞及IL-17A⁺γδ T细胞比例与数量减少；PRELP过表达KC上清抑制初始CD4⁺T细胞向Th17分化；ELISA示PRELP过表达KC经IL-17A刺激后分泌IL6、IL-23、IL-1β减少，且该抑制可被外源TNF-α（NF-κB激活剂）回救。说明PRELP通过抑制NF-κB依赖的KC源性IL6/IL-23/IL-1β产生，削弱Th17细胞极化与局部IL-17A扩增，打断炎症正反馈环路。

PRELP alleviates the features of IMQ-induced skin inflammation in murine skin organoid models（PRELP减轻小鼠皮肤器官培养中IMQ诱导的炎症特征）

PRELP过表达的炎症 priming小鼠皮肤器官培养体中，PCNA⁺细胞减少，K14⁺/E-cadherin⁺表皮层变薄，IL6、IL-17A、IL-23水平下降，真皮标志（TNC、F13A1、CD31）无差异，与体内结果一致，进一步在三维组织水平确认PRELP对角质形成细胞增殖与炎症因子的抑制作用。

讨论与结论总结

讨论指出，本研究首次鉴定PRELP为IL-17A/STAT3直接转录抑制的靶基因，并在银屑病表皮角质形成细胞中特异性低表达。PRELP通过抑制NF-κB和MAPK通路抑制KC过度增殖与炎症介质释放，并通过下调KC源性IL6/IL-23/IL-1β削弱Th17分化与IL-17A产生，形成对IL-23/Th17轴的多层次负调控。IL-17A→STAT3→PRELP启动子结合→PRELP转录抑制→去除对角质形成细胞增殖与炎症的负调控→放大炎症，构成自我强化的致病环路。有效治疗（抗IL-17A、抗TNF、环孢素）可恢复PRELP表达，且治疗应答者PRELP回升更显著，提示PRELP恢复是药效机制之一而非单纯伴随现象。PRELP在克罗恩病肠黏膜及中轴型脊柱关节病患者外周血中亦下调并与Th17标志负相关，暗示其为Th17相关上皮炎症的广谱负调控检查点。局限性在于未全面探讨PRELP对树突状细胞等免疫细胞直接作用及精确共抑制复合物组成。结论：PRELP是银屑病中IL-17A信号的内源性负调控因子，以角质形成细胞为作用中心抑制NF-κB/MAPK活化及IL-6/IL-23/IL-1β–Th17轴，增强PRELP表达或模拟其功能可为Th17驱动炎症性疾病提供新型治疗策略。