Cathepsin K在光老化皮膚彈性纖維變性堆積機制中的作用

《Cathepsin K在光老化皮膚彈性纖維變性堆積機制中的作用》是依託中山大學，由賴維擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Cathepsin K在光老化皮膚彈性纖維變性堆積機制中的作用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：賴維
• 依託單位：中山大學

中文摘要

彈性纖維變性及異常堆積是光老化特徵性的病理改變之一，近年來已成為皮膚光老化機制研究的一個熱點。國外及我們近期研究的結果表明，新的組織蛋白酶Cathepsin K在皮膚光老化，尤其是在彈性纖維的變性及異常堆積過程中有十分關鍵作用，該結果引起了國外同行的極大興趣及引用，並已經用於雷射皮膚年輕化治療機制等方面的研究，但至今為止其具體的機制尚不清楚。本研究擬使用Oregon、DQ、CATK-GTP、 Lyso-Tracker Red+ DiIC18(3)螢光標記示蹤技術及 TGase交聯技術，從成纖維細胞的胞吞作用、Cathepsin K對變性彈性纖維降解活性的改變及胞內降解位置等方面進一步研究該酶在彈性纖維變性堆積中的作用及機制。該研究不僅可進一步揭示皮膚光老化的機制，使我們的研究緊跟國際前沿，而且可為光老化及相關皮膚病的防治提供新的靶點和思路，有十分重要的理論價值和實用意義。

結題摘要

變性彈性纖維堆積是皮膚光老化的重要原因，然而其具體機制不明確。我們推測變性彈力纖維堆積可能與老化成纖維細胞對其的吞噬能力下降，或吞噬進入成纖維細胞後胞內降解能力下降有關，故本研究計畫著重解決關於變性彈性纖維堆積機制的以下幾個關鍵科學問題：1.在內吞環節：（1）光老化的成纖維細胞內吞彈性纖維的能力是否下降？（2）彈性纖維變性後（分解成小分子物質或橋聯成大分子複合物）成纖維細胞對其的內吞能力是否下降？2.在胞內降解環節：（1）我們前期的研究已經發現，光老化後成纖維細胞溶酶體內的Cathepsin K合成減少和/或活性下降，導致對內吞的彈性纖維的降解減少，我們進一步研究溶酶體內的Cathepsin K本身對變性後的彈性纖維的降解能力是否下降（由於變性而導致彈力纖維化學結構、空間構象和酶作用位點的改變）; （2）彈性纖維被成纖維細胞胞吞後，Cathepsin K 是在胞漿內還是在溶酶體內降解這些彈性纖維，或者兩個位置均有？為解決以上幾個關鍵問題，本項目按計畫展開工作，目前以上問題基本得到了解決。為探討Cathepsin K在UV所致彈性組織堆積中的作用，我們採用螢光標記示蹤技術、共聚焦顯微鏡檢測、Western blot、RT-PCR、流式細胞術等多種方法，發現連續UVA照射人皮膚成纖維細胞對彈性蛋白的胞吞能力沒有明顯改變，而對已胞吞的彈性蛋白的降解能力卻明顯下降。彈性纖維被成纖維細胞胞吞後，Cathepsin K 是在胞漿及在溶酶體均對彈性纖維有降解作用，但主要發生位置是溶酶體內。並發現Cathepsin K在光老化成纖維細胞中表達下調，可能導致成纖維細胞清除變性彈性纖維的能力下降，最終導致彈性纖維堆積於真皮層。同時還額外發現了UVA作用下cathepsin 的調控通路，發現cathepsin K的表達受MAPK/AP-1信號通路調控，cathepsinG與MMPS及TGF-b/Smad通路的有互動調控作用。我們的研究結果主要體現在發表的1篇SCI論文及6篇中文核心期刊中，另外還有2篇SCI文章已完成及投稿。已申報了廣東省科技成果，並擬今年申請廣東省自然科學獎勵。