局部TYK2抑制剂通过角质形成细胞中的AKT-SP1-NGFR-AP1通路改善银屑病样皮炎

Topical TYK2 inhibitor ameliorates psoriasis-like dermatitis via the AKT-SP1-NGFR-AP1 pathway in keratinocytes.

作者信息Zhiqin Fang, Rundong Jiang, Yutong Wang, Wangqing Chen, Xiang Chen, Mingzhu Yin
PMID40038877
发布时间2025-03
DOI10.1002/ctm2.70256

实验完整度

包含体内动物模型(IMQ诱导的银屑病小鼠)和体外细胞实验(人角质形成细胞),以及scRNA-seq、RNA-seq、双荧光素酶和ChIP-qPCR等机制验证。

主要模型

IMQ诱导的银屑病小鼠模型(BALB/c小鼠) HaCaT人永生化角质形成细胞系 原代人正常表皮角质形成细胞(NHEK) 293T细胞

重点核对

BMS-986165软膏浓度:1.5% IMQ用量:62.5 mg/只/天,连续5天 软膏剂量:100 mg/只/天 细胞因子刺激条件:IL-17A 200 ng/mL,IL-22 50 ng/mL,TNF-α 10 ng/mL,处理48小时 动物分组:Control、IMQ+Vaseline、IMQ+BMS-986165、IMQ+NGFRi

摘要

背景 酪氨酸激酶2(TYK2)依赖性细胞因子信号传导是银屑病发病机制的重要组成部分。虽然高度选择性的TYK2抑制剂BMS-986165最近已被批准用于银屑病的口服治疗,但其通过局部给药的治疗潜力尚未被探索。 目的 我们旨在研究局部应用TYK2抑制剂治疗银屑病的疗效,并阐明这种给药方式产生治疗效果的潜在机制。 方法 将1.5% BMS-986165软膏局部涂抹于咪喹莫特(IMQ)诱导的银屑病小鼠背部皮肤。为了确定受局部TYK2抑制剂影响的潜在靶细胞,我们对小鼠皮损进行了单细胞RNA测序(scRNA-seq)和流式细胞术分析。通过在人角质形成细胞(KCs)中沉默其表达或给予BMS-986165,评估TYK2在体外的作用。进一步使用RNA-seq、双荧光素酶报告基因实验和ChIP-qPCR研究了TYK2在KC中的功能机制。 结果 外用1.5% BMS-986165软膏显著改善了IMQ诱导的银屑病样皮炎。重要的是,局部TYK2抑制剂减弱了KCs的促炎能力。在体外,TYK2抑制通过破坏AKT-SP1信号通路抑制神经生长因子受体(NGFR)的转录。这种抑制阻碍了激活蛋白1(AP1)的激活,从而削弱了KCs的促炎潜力。 结论 本研究揭示了选择性TYK2抑制剂局部给药治疗银屑病的新的治疗潜力,这可能促进银屑病局部治疗的发展。至关重要的是,我们的发现提供了TYK2抑制剂在银屑病中一个尚未被充分探索的调控机制。 要点 - 局部TYK2抑制剂减轻银屑病样皮炎。 - 局部TYK2抑制剂通过抑制角质形成细胞的炎症反应减轻银屑病进展。 - 抑制TYK2通过AKT-SP1-NGFR-AP1通路调节角质形成细胞的炎症反应。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
局部应用选择性的TYK2抑制剂BMS-986165是否能改善银屑病样皮炎,以及其潜在的分子机制是什么?
核心机制
TYK2抑制剂通过抑制AKT磷酸化,降低转录因子SP1的活性,减少SP1与NGFR启动子的结合,从而下调NGFR转录,抑制JNK及c-Jun的磷酸化,削弱AP1的激活,最终减少角质形成细胞的促炎因子产生。
主要证据
在IMQ诱导的银屑病小鼠模型中,局部应用1.5% BMS-986165软膏显著降低疾病严重程度和表皮厚度;体外实验证实BMS-986165或TYK2敲低可抑制人角质形成细胞的增殖和炎症基因表达。双荧光素酶报告基因和ChIP-qPCR验证了SP1对NGFR启动子的调控,Western blot显示BMS-986165抑制AKT和SP1的磷酸化。
研究意义
本研究揭示了选择性TYK2抑制剂局部用药治疗银屑病的新治疗潜力,为开发银屑病的局部治疗药物提供了新方向,并阐明了一个未充分探索的TYK2抑制剂调控角质形成细胞炎症的机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立IMQ诱导的银屑病小鼠模型并进行局部给药

评估局部应用BMS-986165软膏对银屑病样皮炎的疗效。

在BALB/c小鼠背部皮肤每日涂抹5%咪喹莫特乳膏(62.5 mg/只)连续5天,诱导银屑病样皮炎。之后每日涂抹100 mg含1.5% BMS-986165或凡士林的软膏,并于第6天评估疾病严重程度、皮肤厚度、PCNA表达和转录组变化。

2

分析皮损单细胞转录组以确定靶细胞

确定局部TYK2抑制剂影响的细胞类型和状态。

对IMQ+凡士林和IMQ+BMS-986165处理的小鼠皮损进行scRNA-seq,鉴定主要细胞类型,并分析KC、DC、T细胞的转录变化。

3

体外细胞实验验证TYK2对KC增殖和炎症的影响

验证TYK2抑制在体外对人角质形成细胞增殖和炎症基因表达的影响。

在HaCaT和NHEK细胞中,分别使用BMS-986165处理或shRNA敲低TYK2,通过CCK-8、克隆形成实验评估增殖,qPCR和Western blot检测炎症基因表达及信号通路蛋白变化。

4

机制探索:RNA-seq和Western blot寻找下游通路

寻找TYK2调控KC炎症的替代或额外通路,尤其关注非STAT3依赖的机制。

对TYK2敲低的HaCaT细胞进行RNA-seq,鉴定差异表达基因,发现NGFR显著下调。通过Western blot验证相关信号通路蛋白的变化,并分析公开的scRNA-seq数据。

5

验证NGFR-JNK-AP1通路的作用

验证NGFR是否通过JNK和c-Jun调控炎性因子的产生,以及TYK2抑制是否通过NGFR抑制炎症。

使用NGF重组蛋白刺激HaCaT细胞,验证JNK和c-Jun的磷酸化,并使用NGFR抑制剂Ro 08-2750阻断验证。通过shRNA敲低NGFR,检测炎症因子变化。过表达NGFR以回补BMS-986165的抑制作用。

6

转录调控机制:双荧光素酶报告基因和ChIP-qPCR

验证TYK2抑制是否通过SP1转录因子调控NGFR表达。

构建NGFR启动子不同片段的荧光素酶报告质粒,在HaCaT细胞中进行报告基因实验,并检测siSP1对NGFR转录活性的影响。用ChIP-qPCR检测SP1与NGFR启动子的结合。

7

体内验证NGFR的作用

验证NGFR拮抗剂在银屑病小鼠模型中的疗效,以确认NGFR在TYK2抑制剂效果中的关键作用。

在小鼠模型中局部涂抹1.5% THX-B软膏(NGFR拮抗剂),评估其改善IMQ诱导皮炎的能力。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
BMS-986165SelleckS8879
THX-BMCEHY-137122
咪喹莫特Sichuan Med-Shine19080639
抗PCNA抗体Abcamab15497
Alexa Fluor 594偶联IgG二抗Thermo FisherA21207
含DAPI的抗荧光淬灭封片剂Abcamab104139
荧光显微镜NikonECLIPSE
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
高糖DMEM培养基----
重组人IL-17AR&D7955-IL-100/CF
重组人IL-22Sino Biological13059-HNAE
重组人TNF-αR&D210-TA-005
重组人NGFSino Biological11050-HNAC
Ro 08-2750MCEHY-108466
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher11668019
靶向STAT3的siRNAGenepharma--
靶向SP1的siRNABeijing Syngentech Co., Ltd.--
靶向TYK2、NGFR或oeNGFR的shRNA构建体Beijing Syngentech Co., Ltd.--
pspAX2包装质粒----
PMD2.G包膜质粒----
CCK-8试剂盒SelleckB34302
结晶紫染色液BeyotimeC0121
红细胞裂解液BD Pharmingen555899
分散酶IISigmaD4693
IV型胶原酶SigmaV900893
活力染料BD564997
活力染料Biolegend423102
细胞刺激混合物eBioscience00-4975-93
FOXP3/转录因子染色缓冲液eBioscience00-5523-00
抗小鼠CD45抗体Biolegend103116
抗小鼠CD3抗体Biolegend100328
抗小鼠IL-17A抗体Biolegend506904
抗小鼠CD11c抗体Biolegend117306
抗小鼠CD64抗体Biolegend139303
抗小鼠CD80抗体Biolegend104729
抗小鼠CD86抗体Biolegend105123
抗小鼠I-A/I-E抗体Biolegend107625
抗小鼠TCRγ抗体BD Pharmingen553177
抗小鼠CD4抗体BD Pharmingen562891
抗小鼠IFN-γ抗体BD Pharmingen557649
抗小鼠IL-23抗体BD Pharmingen565317
抗小鼠IL-22抗体Thermo Fisher17-7222-82
MagZol试剂MagenR4801-01
cDNA合成试剂盒Yeasen11141ES60
qPCR试剂盒BimakeB21703
PVDF膜MilliporeIPVH00010
抗TYK2抗体Abcamab223733
抗磷酸化TYK2抗体Thermo FisherPA5-105556
抗GAPDH抗体Proteintech60004-I-Ig
抗STAT3抗体CST9139S
抗磷酸化STAT3抗体CST9145S
抗NGFR抗体Abcamab52987
抗SAPK/JNK抗体CST9252S
抗磷酸化SAPK/JNK抗体CST4668S
抗c-Jun抗体Abcamab40766
抗磷酸化c-Jun抗体CST3270S
抗p44/42 MAPK (Erk1/2)抗体CST4695S
抗磷酸化p44/42 MAPK (Erk1/2)抗体CST4370S
抗p38 MAPK抗体CST8690S
抗磷酸化p38 MAPK抗体CST4511S
抗Akt抗体CST4691S
抗磷酸化Akt抗体CST4056S
抗SP1抗体CST9389S
抗磷酸化SP1抗体Abcamab59257
HRP标记的山羊抗小鼠IgG (H+L)AbclonalAS003
HRP标记的山羊抗兔IgG (H+L)AbclonalAS014
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
染色质免疫沉淀试剂盒CST9003S
组织保存液Miltenyi Biotec130-100-008
细胞活力试剂盒Miltenyi Biotec130-090-101
GEXSCOPE®单细胞RNA文库构建试剂盒Singleron--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立与给药
IMQ剂量:62.5 mg/只/天,连续5天;BMS-986165软膏浓度:1.5%;软膏剂量:100 mg/只/天;给药时间:IMQ后至少2小时;对照组:凡士林软膏;小鼠品系:BALB/c,7-9周龄;性别:雌雄都有,每组一致
阅读提示:见Methods 2.2节
细胞培养与刺激
细胞系:HaCaT(RPMI 1640培养基+10% FBS),293T(DMEM高糖+10% FBS),NHEK(分离自包皮)
阅读提示:见Methods 2.4节
体外药物处理
细胞因子浓度:IL-17A 200 ng/mL, IL-22 50 ng/mL, TNF-α 10 ng/mL;处理时间:48小时;BMS-986165浓度梯度:文中未明确说明具体浓度,但显示剂量依赖性
阅读提示:见Methods 2.4节,Results 3.5节
转染实验
siRNA序列:siSTAT3: TTACGTCCGTTAGACAACG; siSP1: TTATTAGACAACCAAACGTG; 转染试剂:Lipofectamine 2000
阅读提示:见Methods 2.5节
流式细胞术
抗体克隆号及稀释度:文中未明确所有稀释度,需核对Methods 2.8节
阅读提示:见Methods 2.8节
蛋白质印迹
抗体稀释度:见Methods 2.10节,需核对具体条件
阅读提示:见Methods 2.10节
双荧光素酶报告基因
报告质粒片段:P1-P4;细胞系:HaCaT;共转染siSP1或siNC
阅读提示:见Methods 2.11节
ChIP-qPCR
抗体:SP1 (cat. 9389S);染色质用量10 µg;引物序列:见Methods 2.12节
阅读提示:见Methods 2.12节
单细胞RNA测序
文库构建试剂盒:GEXSCOPE®;测序平台:Illumina HiSeq X;数据过滤:UMI>20000, gene<200, 线粒体>10%
阅读提示:见Methods 2.15节