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项目文章 | 杜娟团队揭示成纤维细胞通过促进T细胞炎症性和驻留性加重银屑病皮肤炎症

发布时间：2024-07-30 17:35:33

2024年5月16日，复旦大学附属华山医院皮肤科杜娟教授团队在British Journal of Dermatology(一区，IF=11.0)上发表了题为“Fibroblasts with high matrix metalloproteinase 2 expression regulate CD8+ T-cell residency and inflammation via CD100 in psoriasis”的原创性研究成果，揭示了成纤维细胞通过MMP2/CD100轴在银屑病炎症中的作用。

新格元在该研究中，GEXSCOPE^®单细胞转录组测序、单细胞数据分析等工作。

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研究背景

银屑病是一种由T细胞介导，慢性、难治，且极易复发的炎症性皮肤病。成纤维细胞是真皮部位最主要的结构细胞，支持组织驻留细胞的稳态。成纤维细胞可以被区分为通用型、特化型和疾病特异性三种亚群。既往报道，特异型成纤维细胞与银屑病复发存在潜在联系，但相关研究较少。探究成纤维细胞在银屑病复发中的潜在作用是目前的研究热点。

银屑病的复发与CD8+Trm息息相关。CD8+Trm表达CD103，CD103的含量与复发时的炎症程度具有相关性。探究成纤维细胞与CD8+T细胞之间的联系是解决复发问题的关键。

方法流程

采用免疫荧光、ELISA、单细胞转录组测序、细胞互作和qRT-PCR检测银屑病中CD100表达量及功能。磁珠分选出银屑病患者CD8+T细胞，检测MMP2对其膜上CD100的调控情况。单细胞转录组测序、空间转录组测序、拟时序分析、免疫荧光和流式细胞术探究MMP2的来源及其对CD103+CD8+T细胞的影响。最后利用MMP2和CD100抑制剂在体内层面验证假说。

研究结果

1.银屑病皮损和外周血中sCD100表达上升

首先，通过免疫荧光证明银屑病皮损中T细胞膜上CD100的脱落。CD100-PLXNB2是介导银屑病炎症重要的互作分子，PLXNB2在银屑病的皮损中大量上调。ELISA和免疫组化证实，CD100在银屑病皮损及外周血中显著上调。并且，CD100在外周血中的表达量与PASI评分呈正相关。特应性皮炎患者的外周血中CD100也相应上调，但上调程度远不如银屑病患者。

图1 银屑病皮损和外周血中sCD100表达上升

2.sCD100通过PLXNB2放大银屑病炎症

旨在确定CD100介导银屑病炎症的机制，利用100ng/ml的CD100重组蛋白干预Hacat细胞。qRT-PCR结果显示CD100在上调PLXNB2表达量的同时，明显上调NLRP3、IL-1b、TNF-α、CCL20、CXCL1、ESRRA等炎症因子。利用收集的银屑病皮损进行了细胞互作，CD100除了作用于角质形成细胞，还能通过PLXNB2受体作用在成纤维细胞和内皮细胞。qRT-PCR验证，CD100能够促进内皮细胞CXCL1、ICAM1和IL18上调。同样地，CD100重组蛋白干预后的成纤维细胞同样表现出炎症性（CXCL1上调）。

图2 sCD100通过PLXNB2放大银屑病炎症

3.CD100的脱落由MMP2介导

为了探究银屑病中MMP2是否是诱导T细胞膜上CD100脱落的原因。我们首先通过免疫荧光证明MMP2与T细胞位置相邻。取16位银屑病患者治疗前后的外周血、特应性皮炎患者外周血及16位健康人进行对照。结果发现，银屑病外周血中MMP2上调，上调程度与PASI评分具有相关性，CD100的上调情况与MMP2也具有相关性。免疫荧光结果显示银屑病患者皮肤中MMP2高表达。通过磁珠分选从中重度斑块型银屑病患者的外周血中提取CD8+T细胞，利用MMP2相关抑制剂SB-3CT和ARP100干预。流式细胞术验证膜上CD100的含量，同时，收集上清液检测sCD100的表达量。结果显示，抑制MMP2后CD8+T细胞膜上CD100表达量上调，且上清液中sCD100含量降低。

图3 CD100的脱落由MMP2介导

4.MMP2来源于真皮乳头层的成纤维细胞

收集2例银屑病组织、1例银屑病患者正常皮肤组织进行单细胞转录组测序。依据MMP2表达水平对成纤维细胞进行分类。正如预期，MMP2高表达FB中SFRP2、CXCL1、CXCL14及COL6A5等炎性标志物上调。GO富集分析揭示MMP2涉及白细胞迁移、粘附，细胞外基质重塑等生物学过程。细胞互作分析也显示MMP2hiFB具有更多和互作数量和更高的互作权重，并且，MMP2hiFB表达更多的CXCL1、CXCL2和CXCL12。

取银屑病患者的皮损组织以及健康对照的皮肤组织进行免疫荧光染色。结果显示，成纤维细胞中MMP2表达量：银屑病皮损＞健康对照。利用CD100、IL-17、IFN-γ干预成纤维细胞，结果显示CD100、IL-17、IFN-γ均能上调MMP2和PLXNB2的表达，其中，sCD100对MMP2的促进作用最强。

图4 MMP2来源于真皮乳头层的成纤维细胞

5.成纤维细胞通过MMP2促进CD8+T细胞的驻留性

从银屑病外周血提取的CD8+T细胞与成纤维细胞系HSF进行共培养。24h后利用流式细胞术检测CD8+T细胞膜上CD100的表达量，以及用ELISA检测上清液CD100含量。结果提示，成纤维细胞能够有效促进CD8+T细胞膜上CD100的脱落。

检测共培养24h后的CD8+T细胞相关的mRNA表达量。qRT-PCR结果显示共培养后，IL12RB1、IL34和组织驻留分子CD103的表达水平上升，并在ARP100（MMP2抑制剂）干预后下调。流式细胞术显示，与成纤维细胞共培养后，CD8+T细胞能够表达更多的CD103。

图5 成纤维细胞通过MMP2促进CD8+T细胞的驻留性

6.抑制MMP2和CD100能够缓解咪喹莫特诱导的银屑病炎症

最后，利用MMP2相关抑制剂（ARP100和SB-3CT）以及CD100相关抑制剂（Peptinmab）干预咪喹莫特诱导的银屑病小鼠。从体内层面证明了抑制MMP2和CD100能够有效改善咪喹莫特诱导的银屑病炎症。

图6 抑制MMP2和CD100能够缓解咪喹莫特诱导的银屑病炎症

总结

成纤维细胞通过MMP2（联合MMP9）促进CD8+T细胞膜上CD100的脱落，形成sCD100、sCD100通过PLXNB2促进角质形成细胞、内皮细胞、成纤维细胞产生炎症因子放大银屑病炎症。同时sCD100促进成纤维细胞产生MMP2形成恶性循环。成纤维细胞还能促进CD8+T细胞膜上CD103的上调，促进CD8+T细胞驻留，进而影响银屑病的复发环节。

参考文献

Canbin Dong, Jui-Ming Lin, Xiaonian Lu, Junhao Zhu, Lanmei Lin, Jinhua Xu, Juan Du, Fibroblasts with high matrix metalloproteinase 2 expression regulate CD8+ T-cell residency and inflammation via CD100 in psoriasis, British Journal of Dermatology, 2024;, ljae205, https://doi.org/10.1093/bjd/ljae205

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