郭 坤 肖生祥 耿松梅
?
·論著·
Klf4在銀屑病和濕疹患者皮損中的表達
郭 坤 肖生祥 耿松梅
目的: 檢測Klf4在銀屑病及濕疹皮損中的表達。方法: 采用免疫組化技術檢測Klf4在16例銀屑病患者皮損、16例濕疹皮損及16例正常皮膚中的表達。結果: 銀屑病皮損Klf4陽性細胞數為(346.56±24.91)高于正常皮膚的(235.12±20.32),(P<0.05),濕疹皮損為(75.94±15.61),低于正常皮膚(P<0.05)。結論: 濕疹患者的Klf4表達下調而在銀屑病患者中上調,KIf4在不同疾病中可能發(fā)揮不同的生物學作用。
Klf4; 銀屑??; 濕疹
銀屑病、濕疹均為慢性復發(fā)性炎癥性皮膚病,兩者都可表現(xiàn)為皮膚干燥、脫屑、含水量下降等臨床癥狀,嚴重影響患者的生活質量,發(fā)病機制也較為復雜,多認為與遺傳、感染、免疫及環(huán)境等多種因素相關。兩者的組織病理也均表現(xiàn)出皮膚“磚墻結構”的不穩(wěn)定,因此近些年來認為銀屑病、濕疹亦是皮膚屏障異常性疾?。?]。Klf4作為鋅指轉錄因子,高表達于腸道上皮組織及表皮細胞,參與調控細胞增殖、分化、凋亡和正常穩(wěn)態(tài)等重要生命過程,在皮膚組織中主要參與表皮細胞的分化,對表皮屏障有著重要的意義[2,3]。
1.1一般資料 實驗中所使用皮膚組織為我科門診石蠟包埋組織2013-2014年經臨床及組織病理確診的未經治療的尋常型銀屑病及濕疹患者各16例(男8例,女8例),年齡分別為(38.25±11.43)歲和(40.21±17.12)歲;16例整形美容科手術切除的正常皮膚標本為對照,平均(24.31±5.13)歲。
1.2方法 用免疫組化(SP)法檢測Klf4蛋白在銀屑病、濕疹皮膚組織中的表達。根據試劑說明進行操作[兔抗人Klf4多克隆抗體購自Santa Cruz公司,免疫組化SP檢測試劑盒(SP-9000)購自北京中杉生物技術有限公司]。
1.3結果判定 Klf4定位于細胞核內,表達棕黃色或棕褐色顆粒。采用日本 Olympus光學顯微鏡對Klf4蛋白在銀屑病、濕疹中表達的染色結果分在100倍、200倍鏡下拍攝。
1.4統(tǒng)計學方法 使用SPSS 16.0軟件,實驗數據以均數±標準差表示,將銀屑病、濕疹患者組織切片5個視野(100倍顯微鏡)中陽性細胞表達數總和取均值,然后對其進行t檢驗,P<0.05為有統(tǒng)計學意義。
為了研究Klf4在銀屑病及濕疹中的表達情況,我們利用免疫組化法檢測兩種疾病皮損中Klf4的表達及分布情況。結果顯示:正常皮膚組織中Klf4主要表達于棘細胞層及顆粒層細胞的細胞核(圖1a,b),銀屑病及濕疹患者皮損中Klf4的表達位置與正常對照類似,但銀屑病患者皮損中陽性細胞數目明顯增多(圖1c,d),濕疹患者皮損中陽性細胞數目明顯減少(圖1e,f)(表1)。
Klf4在銀屑病皮損處的表達與正常皮膚組織中表達相比,陽性細胞數明顯增多,差異有統(tǒng)計學意義(t=13.87,P<0.05);Klf4的表達在濕疹患者皮損中與正常組織中相比陽性細胞數明顯減少,差異亦有統(tǒng)計學意義(t=-24.86,P<0.05)。
表1 Klf4在不同皮損組織中陽性細胞數
圖1 Klf4在不同疾病中的表達
Klf4是一種在腸道和上皮組織中廣泛表達的核轉錄因子,參與調控細胞增殖、分化、凋亡和正常穩(wěn)態(tài)等重要生命過程[4]。Klf4基因缺失小鼠皮膚的通透性明顯增高,導致新生小鼠脫水死亡,證明Klf4在皮膚屏障防御功能的構建方面起著關鍵作用,異位高表達的Klf4可加速表皮細胞的終末分化和角質層的生成,從而加速表皮滲透性屏障的形成,Klf4基因還能增強表皮的防御功能,并對多個表皮屏障功能分子的轉錄有促進作用,Klf4對表皮分化復合物CE的成熟及皮膚屏障的完善是必不可少的[5]。
除此之外,Klf4在干細胞的形成和抑制胃癌、原發(fā)性肺癌發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。Klf4通過調節(jié)下游靶基因的轉錄表達而在細胞的周期調控、細胞的增生分化中擔任重要的角色,它可能與腫瘤發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。Klf4可直接激活細胞周期蛋白依賴激酶抑制因子p21的啟動子,從而抑制細胞周期蛋白依賴激酶復合體,使細胞停滯在G1/S期,抑制細胞的過度增殖[6]。
銀屑病是一種以皮膚紅斑、鱗屑為主,嚴重影響患者外觀及心理的慢性復發(fā)性炎癥性皮膚病,皮膚屏障功能測試儀檢測到銀屑病患者角質層的含水量、皮脂含量及經表皮水分流失均下降[7,8],表明銀屑病患者的皮膚屏障功能受損。銀屑病的病理生理表現(xiàn)為表皮基底層角質形成細胞增殖加速,有絲分裂周期及表皮更替時間明顯縮短,呈現(xiàn)出類似腫瘤的增生模式,因此銀屑病亦是一種表皮增殖異常性疾病。
濕疹是由多種因素引起的慢性炎癥性皮膚病,濕疹患者表皮細胞間水腫,導致細胞間隙增大,經皮水分流失增多;大量的炎癥細胞浸潤,影響皮膚正常的新陳代謝,使得脂質、天然保濕因子及抗炎因子表達異常,從而使皮膚變的干燥、脫屑[9]。
本實驗免疫組化結果顯示正常皮損中Klf4主要表達于棘細胞層及顆粒層的細胞核,銀屑病患者皮損中Klf4的表達主要集中于棘細胞細胞核,顆粒層細胞核也有少量表達,與正常皮損相比,陽性細胞數目明顯增多。Tsoil及Madonna等研究發(fā)現(xiàn)Klf4是與銀屑病發(fā)病密切相關的15個易感位點之一,在銀屑病的發(fā)病中起著重要的作用[10,11]。Kim等[12]對銀屑病患者皮損中Klf4進行檢測發(fā)現(xiàn)其表達較正常對照明顯升高,治療之后Klf4的表達明顯降低,Klf4與銀屑病病情發(fā)展相關,推測可能與細胞的增殖密切相關。Chen等[13]認為銀屑病皮損中升高的Klf4由IFN-γ and TNF-α(與銀屑病發(fā)病機制密切相關的細胞因子)所誘導而產生,伴有增殖阻滯劑P21WAF1/Cip1的活化,誘導CD8+T細胞細胞周期的停滯,抑制異常角質細胞的過度增殖和分化[14,15]。
濕疹患者的免疫組化結果顯示Klf4主要表達于棘細胞層,呈散在分布,顆粒層亦有少量表達,陽性細胞數較正常對照明顯減少。Klf4表達降低會使?jié)裾罨颊呓浧に謥G失增加,出現(xiàn)皮膚干燥、脫屑,并且使得皮膚中絲聚合蛋白原向Flg的轉化減少,從而影響角質細胞間緊密連接,使CE蛋白和脂質不能緊密的貼合在角質層,影響表皮脂質的分布,因此臨床上濕疹患者會出現(xiàn)表皮干燥、脫屑及瘙癢等皮膚屏障破壞的表現(xiàn)。
綜上所述,本文通過免疫組化的方法檢測了Klf4在銀屑病及濕疹患者皮損中的表達,我們推測Klf4作為多功能轉錄因子,不僅參與皮膚屏障的成熟和完善,在抑制細胞增殖和調節(jié)細胞周期中也起到重要的作用。在銀屑病發(fā)病中Klf4可能作為角化細胞增生抑制因子發(fā)揮作用,而在濕疹的發(fā)病中Klf4可能作為皮膚屏障相關因子參與其中。如能找到Klf4表達的上游基因,通過分子生物學的方法或是受體阻斷類藥物影響表皮中Klf4的表達將改善濕疹及銀屑病的臨床癥狀,并可通過對Klf4基因的檢測對銀屑病的發(fā)病進行預測。
[1]Wanner R,Panteleyev A,Henz BM,et al.Retinoic acid affects the expression rate of the differentiation-related genes aryl hydrocarbon receptor,ARNT and keratin 4 in proliferative keratinocytes only[J].Biochimic Biophys Acta,1996,1317(2):105-111.
[2]McConnell BB,Ghaleb AM,Nandan MO,et al.The diverse functions of Krüppel-like factors 4 and 5 in epithelial biology and pathobiology[J].Bioessays,2007,29(6):549-557.
[3]Segre JA,Bauer C,F(xiàn)uchs E.Klf4 is a transcription factor required for establishing the barrier function of the skin[J]. Nat Genet,1999,22(4):356-360.
[4]Tien YT,Chang MH,Chu PY.Downregulation of the KLF4 transcription factor inhibits the proliferation and migration of canine mammary tumor cells[J].Vet J,2015,205(2):244-253.
[5]Jaubert J,Cheng J,Segre JA.Ectopic expression of Kruppel like factor 4(Klf4)accelerates formation of the epidermal permeability barrier[J].Development,2003,130(12):2767 -2777.
[6]Chen X,Whitney EM,Gao SY,et al.Transcriptional profiling of Krüppel-like factor 4 reveals a function in cell cycle regulation and epithelial differentiation[J].J Mol Biol,2003,326(3):665-677.
[7]李芳梅,楊志波.銀屑病患者皮膚屏障損傷的觀察及相關指標分析[J].右江醫(yī)學,2013,41(1):15-17.
[8]楊揚,馬慧軍,胡蓉.皮膚角質層的相關屏障結構和功能的研究進展[J].中國美容醫(yī)學,2012,21(1):158-161.
[9]何黎.重建皮膚屏障在濕疹治療中的重要性[J].皮膚病與性病,2009,31(3):12-13.
[10]Tsoi LC,Spain SL,Knight J,et al.Identification of 15 new psoriasis susceptibility loci highlights the role of innate immunity[J].Nat Genet,2012,44(12):1341-1348.
[11]Madonna S,Scarponi C,Sestito R,et al.The IFN-gammadependent suppressor of cytokine signaling 1 promoter activity is positively regulated by IFN regulatory factor-1 and Sp1 but repressed by growth factor independence-1b and Krüppel-like factor-4,and it is dysregulated in psoriatic keratinocytes[J].J Immunol,2010,185(4):2467-2481.
[12]Kim KJ,Park S,Park YH,et al.The expression and role of KLF4 in psoriasis[C].Ann Dermatol,2014,26(6):675-680.
[13]Chen X,Johns DC,Geiman DE,et al.Krüppel-like factor 4(gut-enriched Krüppellike factor)inhibits cell proliferation by blocking G1/S progression of the cell cycle[J].J Biol Chem,2001,276(32):30423-30428.
[14]Feinberg MW,Cao Z,Wara AK,et al.Kruppel-like factor 4 is a mediator of proinflammatory signaling in macrophages [J].J Biol Chem,2005,280(46):38247-38258.
[15]Yamada T,Park CS,Mamonkin M,et al.Transcription factor ELF4 controls the proliferation and homing of CD8+T cells via the Krüppel-like factors KLF4 and KLF2[J].Nat Immunol,2009,10(6):618-626.
(收稿:2016-01-04 修回:2016-01-25)
Expression of Klf4 in the lesions of the patients with psoriasis or eczema
GUO Kun,XIAO Shengxiang,GENG Songmei.
Second Affiliated Hospital of Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710004,China Corresponding author:GENG Songmei,E-mail:gsm312@yahoo.com
Objective:To detect the expression levels of Klf4 in the lesions of the patients with psoriasis or eczema.Methods:The expression levels of Klf4 in the lesions of psoriasis or eczema was detected by immunohistochemistry methods.Results:The average number of KIf4 positive cells in the psoriatic lesions was (346.56±24.91),which was higher than that in the normal skin(235.12±20.32),with a significant difference(P<0.05).The average number of KIf4 positive cells in the eczema lesions was(75.94±15.61),which was lower than that in normal skin(P<0.05).Conclusion:Klf4 was down-regulated in patients with eczema and was up-regulated in the patients with psoriasis.Klf4 may play a different role in the pathogenesis of different diseases.
Klf4;psoriasis;eczema
耿松梅,E-mail:gsm312@yahoo.com
國家自然科學基金資助(編號:81171490)
西安交通大學第二附屬醫(yī)院皮膚病院,西安,710004