转钴胺素1是一种角质形成细胞来源的自身抗原,通过激活T辅助17细胞驱动银屑病

Transcobalamin 1 is a keratinocyte-derived autoantigen driving psoriasis through T helper 17 cell activation.

作者信息Jing Wang, Dandan Li, Lantian Zhai, Lin Yuan, Yiwei Zha, Xiangang Zhang, Yanling He, Shanshan Qin
PMID42030399
期刊Sci Adv
发布时间2026-04-24
DOI10.1126/sciadv.adv6716

实验完整度

包括多组学分析、细胞实验(增殖、共培养)、单细胞测序、免疫组化、免疫肽组分析等,且包含功能验证和机制验证。

主要模型

HaCaT细胞 原代正常人表皮角质形成细胞(NHEK) THP-1来源的成熟树突状细胞(mDC) CD4+ T细胞共培养体系

重点核对

TCN1启动子甲基化水平及表达水平 5-Aza-CdR处理浓度(0、25、50μM)和处理时间(48小时) HaCaT和NHEK细胞中TCN1过表达效率 rTCN1蛋白处理浓度(10μg/ml)和共培养时间(48小时) 血清TCN1水平检测的ELISA试剂盒及阈值

摘要

自身抗原在触发自身免疫性疾病的自身免疫中起关键作用。银屑病是一种系统性自身免疫性皮肤病,其自身抗原谱在身份和功能方面均未完全定义。在这里,通过整合分析批量转录组、DNA甲基化组和免疫肽组数据集,我们鉴定了10种由DNA低甲基化重新激活的银屑病相关自身抗原。其中,转钴胺素1(TCN1)是一种角质形成细胞分泌的自身抗原,被抗原呈递细胞内化并通过人类白细胞抗原II类分子呈递给CD4+ T细胞。因此,TCN1表达与银屑病皮损中的角质形成细胞过度增殖和白细胞介素-17(IL-17)信号强度相关。体外共培养实验证实,角质形成细胞来源的TCN1促进T辅助17细胞(TH17细胞)分化,并同时激活角质形成细胞中的IL-17信号。小鼠中TCN1的缺失阻碍了使用鼠银屑病模型进行进一步的功能研究。因此,DNA低甲基化重新激活的TCN1既作为放大TH17细胞/IL-17免疫的自身抗原,也作为角质形成细胞过度增殖的驱动因素,使其成为银屑病有前景的治疗靶点和生物标志物。

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
银屑病中是否存在由DNA低甲基化重新激活的自身抗原,其功能和机制是什么?
核心机制
DNA低甲基化激活TCN1表达,TCN1作为分泌性自身抗原被APC摄取并呈递给CD4+ T细胞,促进TH17细胞分化,激活IL-17信号,同时细胞内TCN1促进角质形成细胞增殖,形成正反馈环路。
主要证据
多组学整合分析、单细胞分析、体外共培养实验、功能实验(CCK-8、EdU、周期)等证明TCN1在银屑病中上调并驱动角质形成细胞增殖和TH17激活。
研究意义
TCN1可作为银屑病的生物标志物和治疗靶点,但小鼠模型不适用,需在表达TCN1的物种中开发新模型。

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

多组学整合分析筛选自身抗原

鉴定银屑病中由DNA低甲基化激活的自身抗原

整合GSE117405转录组、GSE115797甲基化组和免疫肽组数据,筛选在银屑病中上调且启动子低甲基化的基因,与免疫肽组数据取交集。

2

验证TCN1在银屑病中的表达和甲基化

确证TCN1在银屑病中由DNA低甲基化激活并特异性表达于角质形成细胞

通过RNA-seq、qRT-PCR、IHC和scRNA-seq分析TCN1在银屑病皮损中的表达,并检测启动子甲基化水平。

3

TCN1过表达对角质形成细胞增殖的影响

评估TCN1过表达对角质形成细胞增殖的促进作用

在HaCaT和NHEK细胞中稳定过表达TCN1,进行CCK-8、EdU、集落形成和细胞周期实验,并通过RNA-seq分析基因表达变化。

4

TCN1作为自身抗原的呈递和功能验证

验证TCN1能否被APC摄取并呈递给CD4+ T细胞,促进TH17分化

通过免疫沉淀验证TCN1分泌,ELISA检测血清水平,mIHC观察TCN1与HLA-DRB1共定位,共培养实验检测对TH17分化的影响。

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
5-氮杂-2′-脱氧胞苷ApexBioA1906
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素----
白介素-1αNeoBioscience Technology Co. Ltd.--
白介素-17ANeoBioscience Technology Co. Ltd.--
白介素-22NeoBioscience Technology Co. Ltd.--
肿瘤坏死因子-αNeoBioscience Technology Co. Ltd.--
抑瘤素MNeoBioscience Technology Co. Ltd.--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒(Perfect Real Time)Takara--
One Step TB Green PrimeScript RT-PCR试剂盒IITakara--
人转钴胺素-1 ELISA试剂盒FineTestEH0104
抗FLAG抗体----
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒(Illumina)New England Biolabs--
抗TCN1抗体Proteintech16078-1-AP
抗Ki-67抗体Servicebio TechnologyGB151499
抗IL-17A抗体Proteintech13082-1-AP
抗HLA-DRB1抗体Servicebio TechnologyGB115523
抗SPRR1B抗体Proteintech11959-1-AP
抗KRT10抗体Servicebio TechnologyGB112105
Alexa Fluor 405 NHS酯Thermo Fisher Scientific--
碘化丙啶----
重组人TCN1蛋白QYaoBio04040000327
Cytosinct CD4纳米磁珠GenScript--
IL-17A ELISA试剂盒ABclonalRK00397
抗TCN1抗体Proteintech16078-1-AP
抗KRT1抗体ABclonalA9776
抗KRT4抗体ABclonalA0013
抗KRT10抗体ABclonalA7908
抗KRT13抗体ABclonalA0411
抗SPRR1B抗体Proteintech11959-1-AP
抗LCN2抗体ABclonalA3176
抗S100A7抗体ABclonalA22271
抗S100A8抗体ABclonalA12018
抗S100A9抗体ABclonalA9842
抗GAPDH抗体ABclonalAC054
HRP标记二抗EarthOx--
SuperLumia ECL HRP底物试剂盒Abbkine--
Bio-Rad成像系统Bio-Rad--
Leica激光显微切割系统Leica--
Seurat V5.1 R包----
Harmony v1.2 R包----

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
多组学数据获取
数据集编号、样本量、平台
阅读提示:Methods: Differentially expressed genes, DNA methylation analysis, Immunopeptidome analysis
细胞处理
细胞系、处理药物浓度、时间
阅读提示:Methods: DNMT inhibitor treatment, M5 proinflammation cytokine treatment
TCN1过表达实验
过表达载体、转染方法、验证方法
阅读提示:Methods: Established cell lines
共培养实验
细胞比例、共培养时间、IL-17A检测方法
阅读提示:Methods: Cell coculture system
IHC/mIHC
抗体、稀释度、染色方案
阅读提示:Methods: Immunohistochemistry assay, mIHC assay