蔣正強(qiáng)

角蛋白17在皮膚科中的研究進(jìn)展

蔣正強(qiáng)

表皮角質(zhì)形成細(xì)胞占整個(gè)表皮結(jié)構(gòu)組成的85%以上，角蛋白是表皮及毛發(fā)角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，是角質(zhì)形成細(xì)胞和其他上皮細(xì)胞的標(biāo)志性成份，角蛋白17（K17）屬于其中一種。K17是角質(zhì)形成細(xì)胞增殖分化的標(biāo)志性分子，可能與銀屑病等疾病有關(guān)。近年來，K17在皮膚科疾病中的表達(dá)研究也逐漸增多，筆者就其在皮膚科中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 K17概述

角蛋白是組成細(xì)胞骨架的中間絲家族成員之一，分子量約為40～70KD，目前發(fā)現(xiàn)的人角蛋白有54種，其中在上皮細(xì)胞表達(dá)的有37種，在毛發(fā)中表達(dá)的有17種[1]。已有文獻(xiàn)報(bào)道，角蛋白根據(jù)基因序列同源性及等電點(diǎn)的差異，結(jié)合不同分子量角蛋白可分為二型[2-3]：Ⅰ型角蛋白，一般Mr較低，等電點(diǎn)偏酸，包括K9～19和4種毛發(fā)角蛋白Ha1～4；Ⅱ型角蛋白，Mr較高，等電點(diǎn)偏堿，包括K1～8和4種毛發(fā)角蛋白Hb1～4。角蛋白的特性和功能與皮膚的增殖分化、生理機(jī)制乃至多種皮膚病的病理、生理都有著密切的關(guān)系[4]。

K17屬于Ⅰ型角蛋白，分子量約為46KD，等電點(diǎn)為5.1，全長(zhǎng)由432個(gè)氨基酸組成，其中E（谷氨酸）、L（亮氨酸）含量稍高，而G（甘氨酸）含量偏低。K17主要分布在汗腺的基底細(xì)胞和深部外毛根鞘等處，在正常的基底細(xì)胞中也有輕度表達(dá)[5]，當(dāng)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞出現(xiàn)異常增殖、分化時(shí)，可出現(xiàn)K17的異常表達(dá)[6]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤誘導(dǎo)血管生成的體外實(shí)驗(yàn)中，K17在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)增高，雖然它一直被當(dāng)作上皮細(xì)胞的標(biāo)志，但在非上皮來源的某些腫瘤細(xì)胞及間葉細(xì)胞（成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞）中均發(fā)現(xiàn)有角蛋白表達(dá)[7-9]。有研究表明，K17基因敲除小鼠的創(chuàng)面愈合時(shí)間明顯延遲，但K16基因敲除小鼠的創(chuàng)面愈合時(shí)間未見明顯改變[10]，說明在皮膚損傷或某些皮膚疾病時(shí)，角質(zhì)形成細(xì)胞激活過程伴有角蛋白基因表達(dá)的變化，其中K17作為激活細(xì)胞的標(biāo)志物[11]。

2 K17在皮膚疾病中的表達(dá)

2.1 K17在銀屑病中的表達(dá) 銀屑病是一種臨床常見的慢性炎癥性皮膚病，其主要病理改變?yōu)楸砥そ琴|(zhì)形成細(xì)胞過度增生，棘層肥厚以及皮損部位以T細(xì)胞為主的炎性浸潤(rùn)，其發(fā)病原因及發(fā)病機(jī)制不明。目前的研究表明，銀屑病與K17有明顯相關(guān)性。筆者采用免疫組化方法檢測(cè)14例斑塊型銀屑病K17的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)K17強(qiáng)烈表達(dá)于棘細(xì)胞及以上各層細(xì)胞的胞質(zhì)中，胞質(zhì)染成片狀棕褐色，呈強(qiáng)陽性反應(yīng)；基底細(xì)胞未著色或呈淡黃色，呈陰性或弱陽性表達(dá)，角質(zhì)層角化不全細(xì)胞不著色未見表達(dá)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在點(diǎn)滴狀銀屑病皮損中也過度表達(dá)K17，這與Miettinen等[9]及馬敬等[12]的報(bào)道相符。有學(xué)者認(rèn)為，K17與銀屑病發(fā)病過程和嚴(yán)重程度存在一定的相關(guān)性，提出可以將K17的表達(dá)程度作為判斷銀屑病病情和治療效果的指標(biāo)，因此K17分子則又被稱為“銀屑病相關(guān)性角蛋白”[13-16]。

近年來的研究表明，銀屑病發(fā)病的始動(dòng)因素是鏈球菌感染，其發(fā)病機(jī)制可能是抗原或超抗原或有同源序列的角蛋白與T細(xì)胞之間復(fù)雜作用的結(jié)果[17-18]。鏈球菌超抗原和抗原是T細(xì)胞的活化抗原之一，而K17與鏈球菌M蛋白具有交叉抗原特性，在病理?xiàng)l件下能成為銀屑病的自身反應(yīng)性抗原，K17又是IFN-γ可誘導(dǎo)表達(dá)的唯一的角蛋白[19-20]，因此銀屑病的發(fā)病機(jī)制可能存在“T細(xì)胞-細(xì)胞因子-K17”環(huán)路。K17分子可以刺激銀屑病患者的T淋巴細(xì)胞，使之活化、增生，釋放IFN-γ等炎癥細(xì)胞因子，而IFN-γ又可誘導(dǎo)增加K17的表達(dá)，這就在K17與T細(xì)胞之間形成了一個(gè)相互促進(jìn)的惡性環(huán)路（圖1）。另有研究證明，IL-22能夠以劑量依賴方式誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞表達(dá)K17，提示IL-22在銀屑病病理改變的發(fā)生過程中所發(fā)揮的作用至少部分地與誘導(dǎo)K17表達(dá)相關(guān)[21]。

有學(xué)者報(bào)道，應(yīng)用反義核酸和RNA干擾技術(shù)從基因水平對(duì)K17分子進(jìn)行干預(yù)，封閉K17分子上與銀屑病相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵序列或表位，切斷“K17-T細(xì)胞”環(huán)路，從而消除K17不斷激活T細(xì)胞的作用，達(dá)到治療銀屑病的目的，在體外實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)[22]，提示K17將來可能作為治療銀屑病的一個(gè)新的藥物靶點(diǎn)。

圖1“T細(xì)胞-細(xì)胞因子-K17”環(huán)路在銀屑病發(fā)病機(jī)制中的作用

2.2 K17在腫瘤組織中的表達(dá)

2.2.1 皮膚鱗狀細(xì)胞癌 筆者對(duì)16例鱗狀細(xì)胞癌K17表達(dá)狀況的研究發(fā)現(xiàn)，在分化程度較高的鱗癌細(xì)胞中，染色強(qiáng)度較強(qiáng)；胞質(zhì)染成棕黃色，在低分化鱗癌細(xì)胞中未見著色，K17呈陰性反應(yīng)，K17的表達(dá)與鱗癌細(xì)胞分化程度呈正相關(guān)，K17較高表達(dá)的鱗癌組織其分化程度較高、惡性度低、預(yù)后較好，且與淋巴結(jié)癌轉(zhuǎn)移存在明顯的負(fù)相關(guān)[23-24]。這種現(xiàn)象可能與生物學(xué)的差異有關(guān)，高分化的鱗狀細(xì)胞胞體較大，胞質(zhì)豐富，癌細(xì)胞是向角化方向分化的，可見角珠及較多的角化不良細(xì)胞，低分化的鱗狀細(xì)胞胞體較小，胞質(zhì)很少，無角化不良細(xì)胞。由此可見，K17可作為鱗癌分化程度、惡性程度及預(yù)后的一個(gè)判斷依據(jù)。

2.2.2 基底細(xì)胞癌 姜莉等[25]報(bào)道，基底細(xì)胞癌K17在瘤體細(xì)胞中呈強(qiáng)陽性表達(dá)，陽性率達(dá)到81%。筆者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基底細(xì)胞癌瘤細(xì)胞不表達(dá)K17，在瘤細(xì)胞旁的棘細(xì)胞層、顆粒層呈陽性表達(dá)，兩者結(jié)果不一致，具體原因尚不清楚，需進(jìn)一步探討。而臨床上部分皮膚基底細(xì)胞癌很難區(qū)別于鱗狀細(xì)胞癌，雖各有其病理組織學(xué)特點(diǎn)，但對(duì)于某些特殊組織學(xué)類型，可能存在鑒別困難。由于K17在基底細(xì)胞癌與高分化鱗癌組織中有不同的表達(dá)，因此筆者認(rèn)為K17可作為基底細(xì)胞癌與高分化鱗癌的一個(gè)免疫組化方面的鑒別依據(jù)。

2.2.3 惡性黑素瘤 既往臨床上普遍認(rèn)為細(xì)胞角蛋白僅表達(dá)于上皮性腫瘤，在惡性黑素瘤中不表達(dá)，并以此作為惡性黑素瘤和上皮性腫瘤鑒別診斷的重要指標(biāo)[26-27]。但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，部分惡性黑素瘤中角蛋白呈陽性表達(dá)[28]。Achilles等[29]認(rèn)為，在原發(fā)皮膚惡性黑素瘤中細(xì)胞角蛋白表達(dá)率為零，在繼發(fā)性惡性黑素瘤中的表達(dá)率為23%。筆者對(duì)8例惡性黑素瘤K17表達(dá)狀況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)黑素瘤瘤細(xì)胞均不表達(dá)K17，而其上方的表皮除角質(zhì)層外K17呈強(qiáng)陽性表達(dá)，明顯高于正常皮膚的表達(dá)。

2.2.4 脂溢性角化癥與日光性角化病 筆者對(duì)18例脂溢性角化癥進(jìn)行免疫組化并經(jīng)DAPI復(fù)染，發(fā)現(xiàn)K17呈陽性表達(dá)（紅色熒光），主要表達(dá)在基底層及靠近基底層的棘細(xì)胞層的胞質(zhì)及部分胞膜中，棘細(xì)胞上層及角質(zhì)層未見表達(dá)K17。作為癌前病變的日光性角化病雖最初發(fā)生于表皮基底層細(xì)胞，但在發(fā)展過程中不向基底樣細(xì)胞形態(tài)增生，部分卻向鱗狀細(xì)胞分化，其K17基本不表達(dá)[25]。而臨床上脂溢性角化癥角化型皮損易與日光性角化病易混淆，K17可以作為兩者在病理學(xué)方面的鑒別依據(jù)。

2.2.5 其他上皮性腫瘤 K17是上皮細(xì)胞標(biāo)志性成份。有文獻(xiàn)報(bào)道，起源于上皮的部分腫瘤細(xì)胞中多有K17表達(dá)，在皮脂腺癌及汗腺腫瘤細(xì)胞中K17均有明顯表達(dá)[30]。

2.3 K17在其他疾病中的表達(dá)

2.3.1 毛發(fā)紅糠疹 是一種特發(fā)性、丘疹-鱗屑性炎癥性皮膚病，病理改變?yōu)檎嫫ど喜垦苤車嬖诜翘禺愋月匝装Y細(xì)胞浸潤(rùn)。有學(xué)者用蛋白印跡法對(duì)具有家族史的毛發(fā)紅糠疹患者的3位家庭成員的皮膚進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)均有K17的表達(dá)[31]。對(duì)于K17在毛發(fā)紅糠疹皮損處高表達(dá)，Jiang等[32]認(rèn)為是淋巴細(xì)胞的炎性浸潤(rùn)，產(chǎn)生了信號(hào)多肽導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞中基因表達(dá)的特異性改變，K17的表達(dá)可能是一種對(duì)炎癥反應(yīng)的特異反應(yīng)。

2.3.2 先天性厚甲癥與多發(fā)性脂囊瘤 先天性厚甲癥臨床表現(xiàn)為甲增厚、營(yíng)養(yǎng)不良，有時(shí)伴有毛發(fā)缺陷及掌跖角化過度。目前的研究發(fā)現(xiàn)，K6a-16和K16b-17角蛋白的基因突變是導(dǎo)致Ⅰ型和Ⅱ型先天性厚甲的原因[33]。多發(fā)性脂囊瘤是先天性厚甲?、蛐偷囊环N遺傳異型，是一種以軀干四肢的多發(fā)性半球形囊形損害為臨床特征的皮膚附屬器少見的良性腫瘤，多呈常染色體顯性遺傳，目前認(rèn)為該病是K17基因突變導(dǎo)致的[34]。

2.3.3 扁平苔蘚 是一種發(fā)生于皮膚、毛囊、黏膜和指甲的常見的病因不明的慢性炎癥性疾病，組織病理改變有角質(zhì)形成細(xì)胞的異常增生，淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)。Schofield J·K實(shí)驗(yàn)表明，K17在扁平苔蘚基底層以上的各層細(xì)胞中均有表達(dá)，認(rèn)為K17表達(dá)是IFN-γ上調(diào)作用的結(jié)果，反映了一種炎癥性創(chuàng)傷愈合的變化。

2.3.4 氯痤瘡 是一種少見的職業(yè)性皮膚病。有實(shí)驗(yàn)表明，在氯痤瘡患者皮損處有K17的異常表達(dá)，提示可能與作為致氯痤瘡原的二噁英干擾細(xì)胞的正常增殖和分化，導(dǎo)致表皮細(xì)胞的過度增殖有關(guān)[35]。

2.3.5 人乳頭瘤病毒感染 研究表明，在扁平疣皮損瞎報(bào)中K17基本不表達(dá)，但在尋常疣、尖銳濕疣皮損細(xì)胞中K17呈陽性表達(dá)，主要表達(dá)在棘細(xì)胞層，與銀屑病的表達(dá)方式基本一致[36]。

3 結(jié)語

角蛋白是維持上皮細(xì)胞和組織完整性的主要結(jié)構(gòu)蛋白，如K17出現(xiàn)異常，可能會(huì)導(dǎo)致一系列以角質(zhì)形成細(xì)胞病變?yōu)橹鞯钠つw病，如銀屑病等增殖性皮膚病、遺傳病或皮膚腫瘤等。K17在銀屑病、脂溢性角化癥、基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌等常見增殖性皮膚病中有明顯表達(dá)，作為細(xì)胞增殖分子標(biāo)志的K17，可能在其他增殖性皮膚病中也有表達(dá)，值進(jìn)一步研究。由于K17在各增殖性皮膚病中的表達(dá)特點(diǎn)不一，因此K17的表達(dá)狀況可為臨床提供病理學(xué)方面的鑒別依據(jù)。有學(xué)者在銀屑病體外模型中發(fā)現(xiàn)，抗角蛋白抗體可以逆轉(zhuǎn)包括角質(zhì)形成細(xì)胞異常增生、炎癥性細(xì)胞因子過度表達(dá)等在內(nèi)的一系列病理改變，顯示出對(duì)銀屑病良好的治療效果[37-39]。因此，對(duì)K17分子表達(dá)的有效控制將可能成為其他增殖性皮膚病治療的一個(gè)新策略。

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2012-05-03）

（本文編輯：歐陽卿）

317016 臨海市第二人民醫(yī)院皮膚科