發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 20:49

【摘要】：背景:白癜風(fēng)是黑素細(xì)胞被破壞所致的色素脫失性皮膚病,其發(fā)病機(jī)制尚未充分闡明。大量研究表明,氧化應(yīng)激在白癜風(fēng)發(fā)病中發(fā)揮關(guān)鍵作用,可直接導(dǎo)致黑素細(xì)胞凋亡,亦可繼而誘發(fā)自身免疫反應(yīng)破壞黑素細(xì)胞,是白癜風(fēng)發(fā)病的始動(dòng)環(huán)節(jié)。多種因素共同作用可打破黑素細(xì)胞氧化-抗氧化平衡,致使活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS)過(guò)量蓄積,介導(dǎo)DNA、蛋白、脂類(lèi)及線粒體等發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)。其中,嚴(yán)重的線粒體氧化損傷可直接激活凋亡途徑,誘發(fā)黑素細(xì)胞凋亡,在白癜風(fēng)氧化應(yīng)激發(fā)病中發(fā)揮重要作用。然而,目前關(guān)于白癜風(fēng)線粒體損傷的分子機(jī)制尚未闡明,深入研究線粒體氧化損傷修復(fù)的關(guān)鍵信號(hào)通路及靶點(diǎn),對(duì)于保護(hù)黑素細(xì)胞對(duì)抗氧化應(yīng)激損傷以及防治白癜風(fēng)具有重要意義。芳香烴受體(Aryl hydrocarbon receptor,AHR)是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控?cái)?shù)百種靶基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá),進(jìn)而發(fā)揮多種重要的生物學(xué)功能。AHR能夠修復(fù)線粒體氧化損傷,減少線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,但具體的分子機(jī)制仍不清楚。近期研究報(bào)道,白癜風(fēng)患者皮損組織中AHR及下游靶基因表達(dá)顯著降低,提示白癜風(fēng)中AHR信號(hào)通路可能存在異常。因此,我們提出一新的研究假說(shuō):AHR信號(hào)通路在保護(hù)線粒體功能對(duì)抗黑素細(xì)胞氧化損傷中具有重要作用;當(dāng)該通路異常時(shí),細(xì)胞無(wú)法有效緩解線粒體氧化損傷,導(dǎo)致黑素細(xì)胞凋亡增加,誘發(fā)白癜風(fēng)發(fā)生。目的:1.分析AHR信號(hào)通路異常的遺傳背景機(jī)制及其在白癜風(fēng)發(fā)病中的作用。2.明確AHR信號(hào)通路在保護(hù)線粒體對(duì)抗黑素細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的分子機(jī)制。方法:1.通過(guò)分子流行病學(xué)研究及相關(guān)功能學(xué)研究,觀察AHR基因多態(tài)性與白癜風(fēng)罹患風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性及其分子機(jī)制。2.應(yīng)用AHR配體處理正常人黑素細(xì)胞系PIG1,觀察AHR信號(hào)通路活化情況。3.利用H2O2孵育PIG1細(xì)胞構(gòu)建氧化應(yīng)激模型,觀察氧化應(yīng)激條件下黑素細(xì)胞PIG1中AHR信號(hào)通路活化情況。4.應(yīng)用AHR信號(hào)通路抑制劑CH223191或AHR激活劑FICZ及H2O2共處理PIG1細(xì)胞,觀察氧化應(yīng)激條件下AHR信號(hào)通路對(duì)黑素細(xì)胞內(nèi)總ROS水平、細(xì)胞凋亡及生長(zhǎng)周期的影響。5.應(yīng)用CH223191或FICZ及H2O2共處理PIG1細(xì)胞,觀察氧化應(yīng)激條件下AHR信號(hào)通路對(duì)黑素細(xì)胞線粒體內(nèi)膜ROS水平、線粒體膜電位、ATP合成水平、線粒體DNA水平以及線粒體損傷修復(fù)相關(guān)分子表達(dá)水平的影響。6.觀察白癜風(fēng)黑素細(xì)胞系PIG3V及白癜風(fēng)患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中AHR表達(dá)情況及AHR信號(hào)通路激活情況。結(jié)果及意義:1.AHR基因遺傳多態(tài)性與白癜風(fēng)易感性密切相關(guān);位于AHR啟動(dòng)子區(qū)的rs10249788位點(diǎn)能夠影響轉(zhuǎn)錄因子SP1與AHR啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合,進(jìn)而影響AHR基因轉(zhuǎn)錄活性;白癜風(fēng)患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中AHR及SP1的m RNA表達(dá)水平均顯著下調(diào),且rs10249788位點(diǎn)能夠影響個(gè)體AHR基因表達(dá)水平。2.AHR激活劑可上調(diào)PIG1細(xì)胞中AHR信號(hào)通路下游靶基因CYP1A1及CYP1B1的m RNA表達(dá)水平,提示正常人黑素細(xì)胞存在功能性AHR信號(hào)通路。3.H2O2可促進(jìn)PIG1細(xì)胞中AHR發(fā)生核轉(zhuǎn)位,并能夠上調(diào)CYP1A1及CYP1B1的m RNA及蛋白表達(dá)水平;AHR信號(hào)通路特異性抑制劑CH223191能夠抑制上述作用;上述結(jié)果提示H2O2可促進(jìn)正常人黑素細(xì)胞中AHR信號(hào)通路激活。4.氧化應(yīng)激條件下,抑制AHR信號(hào)通路后PIG1細(xì)胞生長(zhǎng)停滯、胞內(nèi)總ROS水平明顯升高、晚期凋亡率顯著升高;上述結(jié)果提示氧化應(yīng)激條件下抑制AHR信號(hào)通路可加重黑素細(xì)胞氧化損傷。5.氧化應(yīng)激條件下,抑制AHR信號(hào)通路后PIG1細(xì)胞線粒體ROS水平明顯升高、線粒體膜電位顯著降低、ATP合成水平顯著降低、線粒體DNA含量明顯減少;而進(jìn)一步激活A(yù)HR信號(hào)通路后PIG1細(xì)胞線粒體ATP合成水平及線粒體DNA水平均顯著升高;此外,調(diào)控AHR信號(hào)通路能夠影響線粒體生物合成調(diào)控分子Nfr1及其下游Tfam、CYCS的表達(dá)水平,而對(duì)于細(xì)胞或線粒體自噬沒(méi)有明顯影響;上述結(jié)果提示氧化應(yīng)激條件下抑制AHR信號(hào)通路可加重線粒體氧化損傷,激活A(yù)HR信號(hào)通路能夠促進(jìn)線粒體生物合成過(guò)程。6.白癜風(fēng)黑素細(xì)胞系PIG3V中AHR蛋白表達(dá)水平顯著降低,H2O2處理PIG3V細(xì)胞后CYP1A1蛋白表達(dá)水平無(wú)明顯變化,提示氧化應(yīng)激條件下白癜風(fēng)黑素細(xì)胞中AHR表達(dá)異常且存在激活障礙;白癜風(fēng)患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中AHR的m RNA表達(dá)水平顯著下調(diào),且與疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)。結(jié)論:本研究首次明確AHR基因遺傳變異可影響AHR轉(zhuǎn)錄表達(dá),與白癜風(fēng)易感性密切相關(guān);在氧化應(yīng)激條件下,AHR表達(dá)異常可導(dǎo)致AHR信號(hào)通路激活障礙,影響下游線粒體生物合成及線粒體損傷修復(fù)過(guò)程,導(dǎo)致線粒體介導(dǎo)的黑素細(xì)胞凋亡增加,從而參與白癜風(fēng)黑素細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷過(guò)程。本研究意義在于:深入認(rèn)識(shí)AHR信號(hào)通路的生物學(xué)功能;初步闡述線粒體氧化損傷修復(fù)的新機(jī)制;明確AHR信號(hào)通路在保護(hù)黑素細(xì)胞對(duì)抗氧化應(yīng)激損傷中的重要作用,為指導(dǎo)白癜風(fēng)治療提供新的理論依據(jù)及策略。
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R758.41

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本文編號(hào)：2781062