鄒朋,李俊琴,王澤洪,李新華

銀屑病是一種慢性、易復發(fā)的炎癥性皮膚病,主要特征是免疫細胞浸潤、表皮過度增生、角質形成細胞異常分化,其發(fā)病機制尚不明確,但已知與遺傳、環(huán)境、免疫等多種因素密切相關[1]。目前已證明與銀屑病相關的基因超過60個,其中大部分參與免疫調節(jié)和表皮角質形成細胞增殖和分化[2]。然而,銀屑病的特定致病因素和分子機制仍需要深入研究?，F有的銀屑病治療手段主要包括局部治療(如糖皮質激素和維生素D3類藥物)、系統性治療(如免疫抑制劑和生物制劑)和光療等,但這些治療手段都存在一些限制和挑戰(zhàn)[3]。例如,糖皮質激素和免疫抑制劑等系統性藥物具有明顯的副作用,包括免疫抑制、糖尿病和高血壓等[4]。另外,這些治療手段并不能完全治愈銀屑病,只是緩解癥狀,同時也存在復發(fā)和耐藥性等問題。轉錄調節(jié)基因-溴結構域蛋白2(bromodomain protein 2,BRD2),作為轉化醫(yī)學研究領域的新方向,可為銀屑病患者提供更安全、有效且經濟的治療藥物選擇。本文總結了BRD2的最新研究進展,旨在為銀屑病的治療提供新思路。

1 BRD2的概述

1.1BRD2的基本結構和功能 BRD2,又稱RING3或Fsrg1,是一種轉錄調控因子,屬于溴結構域和末端外結構域蛋白家族(bromodomain and extra-terminal,BET)中的一員,其基因位于人類染色體6p21.3,由10個外顯子和9個內含子組成,編碼一個包含754個氨基酸的蛋白[5]。BRD2蛋白由兩個串聯在N末端的溴結構域(bromodomain, BD)和一個C末端外結構域(extra-terminal domain, ET)組成:N末端的BD具有高親和力與乙?；M蛋白H4交互;而C末端的ET結構域與轉錄因子等其他蛋白相互作用,在基因表達的調控中發(fā)揮重要作用[6]。BRD2表現出高度保守性,在哺乳動物物種中具有顯著的同源性,雖其表達量相對較低,但在調控細胞增殖、神經細胞生長、脂肪生成和細胞免疫調節(jié)等方面都具有重要作用[7]。

1.2BRD2作為轉錄調控因子的機制 轉錄調控因子BRD2可通過BD結構域結合組蛋白和非組蛋白上的乙?；瘶擞浀娜旧|,參與染色質重構及基因轉錄等過程的調控,并通過組蛋白修飾增強上游啟動子功能[8]。此外,BRD2可與其他核蛋白如RNA聚合酶Ⅱ(RNA Pol Ⅱ)和調控因子相互作用,調控基因轉錄過程中的多個階段[9]。BRD2的主要作用是調控細胞增殖和分化過程中的多個信號途徑,這些信號途徑在炎癥、腫瘤等細胞的發(fā)生和生長中起著重要作用[10-11]。最近的研究還發(fā)現,BRD2可能介導轉錄重構機制,影響角質形成細胞、巨噬細胞和T細胞等免疫細胞的功能,從而參與銀屑病、系統性紅斑狼瘡和多種癌癥等自身免疫和炎癥性疾病的發(fā)病過程[12]。

2 BRD2在銀屑病中的表達和調控

2.1BRD2在銀屑病中的分布和表達水平 BRD2是一種主要存在于皮膚和其他組織中的絲氨酸-蘇氨酸核轉錄因子激酶,主要參與細胞核中的基因轉錄和表達調控[13]。在銀屑病中,BRD2的高表達主要集中在角質形成細胞和真皮細胞的細胞核中,并且不同臨床類型的銀屑病和不同部位的皮損中BRD2表達的水平也有所差異。在用高通量互補DNA測序分析銀屑病皮損和正常皮膚的轉錄組差異中發(fā)現,在銀屑病患者的皮膚組織中,BRD2表達水平顯著上調,而且BRD2的表達與銀屑病的嚴重程度呈正相關[14-15]。這一發(fā)現說明BRD2在銀屑病中的作用機制可能更復雜,需要進一步深入研究。此外,多項研究表明,BRD2在銀屑病中參與了炎癥反應、細胞增殖、角質化等多個生物學過程。例如,一項BRD2基因缺陷的小鼠動物實驗發(fā)現,BRD2可以結合到某些關鍵炎性細胞因子基因的啟動子區(qū)(例如TNF-α、IL-6等),起到轉錄調控的作用;研究還發(fā)現,BRD2基因敲除或藥物抑制會顯著降低小鼠體內IL-6和TNF-α炎性細胞因子的表達,減輕炎性反應,明顯緩解了小鼠中因內毒素誘導的細胞因子炎癥反應[16]。此外,BRD2也與細胞周期進程密切相關,可增加G1/S過渡期的細胞周期調控因子,可能對角質形成細胞的生存和增殖發(fā)揮一定作用[17]。這些研究成果均表明,BRD2在銀屑病中可能扮演了重要的角色,需要進一步挖掘其具體作用機制,并為銀屑病的治療提供新的治療策略。綜合上述研究,可以看出BRD2在銀屑病中能直接調控多種炎性細胞因子基因的表達,對皮膚內的炎癥反應、細胞增殖、角質化等多種發(fā)病過程起關鍵作用。進一步研究BRD2在發(fā)病中的具體作用機制,可能對尋找更有效的銀屑病治療方案有重要意義。

2.2與BRD2相關的遺傳變異和表觀遺傳修飾 近年來,越來越多的研究表明,基因的多態(tài)性與銀屑病的發(fā)生和發(fā)展有著密切的關系[18]。BRD2基因多態(tài)性主要分為單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide poly-morphisms, SNP)和串聯重復序列多態(tài)性(tandem repeat polymorphism,STR),與自身免疫和炎癥過程密切相關。其中,SNP是指基因中單個核苷酸的突變導致的變異,而STR則是指DNA序列中短重復單元的重復或缺失所導致的基因組變異。除了遺傳突變,表觀遺傳修飾如甲基化、去甲基化和組蛋白修飾等也可以影響B(tài)RD2基因的表達和調控[19]。在銀屑病病變區(qū)域的皮膚組織中發(fā)現,BRD2的表達水平與組蛋白修飾、DNA甲基化等表觀遺傳修飾緊密相關[20]。這表明,BRD2在皮膚組織中的表達和調控受到復雜而精細的調節(jié),其表觀遺傳修飾可能是銀屑病發(fā)病和病情嚴重的重要因素之一。另外還有研究表明,環(huán)境因素如陽光照射和吸煙等可能會影響B(tài)RD2的表達和調控,與銀屑病的發(fā)生和發(fā)展有關[21]。

2.3BRD2調控銀屑病相關基因的表達 銀屑病是一種炎癥性皮膚疾病,在銀屑病的發(fā)病機制中,涉及到許多炎性細胞因子如TNF-α、IL-17、IL-23和IL-36等的釋放[22]。這些炎性細胞因子通過激活相應的信號通路,誘導內皮細胞、樹突狀細胞、角質形成細胞以及免疫細胞的異?；罨?從而導致皮膚的病變。Denis等[23]發(fā)現BRD2通過識別和結合乙?；M蛋白底物,調控如IL-1β、IL-6、TNF-α等炎性因子基因的轉錄表達,從而影響銀屑病中角質形成細胞的炎癥反應。在IL-17A介導的炎癥反應中, BRD2能夠介導促炎趨化因子IL-8的產生致使角質形成細胞發(fā)生炎癥反應,對疾病炎性介質的形成和炎癥反應發(fā)揮重要作用[24]。在研究炎癥基因是如何精確調節(jié)炎癥反應時,Choi等[25]發(fā)現BRD2在脂多糖(LPS)誘導的小鼠原代星形膠質細胞中通過與染色質結合組蛋白修飾調控纖溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)的啟動子,從而調節(jié)IL-6、IL-1β和TNF-α等促炎細胞因子的表達。

除了炎癥因子,BRD2還調節(jié)了多個細胞增殖和分化的因子。在小鼠T輔助17細胞(T-helper 17, Th17)分化過程中,BRD2以乙?；舾械姆绞脚c信號轉導和轉錄激活因子3(signal transducer and activator oftranscription 3, STAT3)結合,并促進STAT3募集與干擾素調節(jié)因子4(interferon regulatory factor 4, IRF4)結合的活性增強子,在增強Th17細胞發(fā)育和獲得性免疫所需的遺傳程序中發(fā)揮重要作用[26]。

由此可見,BRD2在銀屑病的病理生理過程中具有多重作用。它參與了皮膚細胞的增殖、分化和代謝,調節(jié)了免疫細胞的活化、分化和移位,介導了炎癥反應和免疫調節(jié)等過程。

3 BRD2抑制劑

目前,已經開發(fā)了多種BRD2抑制劑,包括小分子化合物、鄰苯二甲酸、環(huán)磷酰胺等?？煞譃橐韵?類:①小分子化合物:目前最常用的BRD2抑制劑。包括BET蛋白抑制劑JQ1、I-BET151和GSK525762A等。這些小分子化合物可以通過與BRD2結合來抑制相關轉錄因子的激活,從而達到治療或控制疾病的效果[27-28]。例如在小鼠銀屑病樣炎癥模型中,BET抑制劑JQ1通過調控轉錄因子視黃酸受體相關孤兒受體C(RORC)的表達,降低IL-17A/IL-22的表達,從而抑制咪喹莫特(imiquimod,ImQ)誘導的皮膚炎[29]。②siRNA:一種RNA分子,可以特異性地抑制特定基因的轉錄和表達。研究表明,通過引入特定的BRD2 siRNA來抑制BRD2的表達,可以顯著地降低IL-8、IL-17、TNF-α等炎癥因子的產生,減緩銀屑病等免疫性疾病的發(fā)展和病情的嚴重性[30]。③BRD2抗體,將其注射到病變部位,可有效減緩皮膚病變程度,改善患者的癥狀。④除了上述抑制劑外,CRISPR/Cas9技術等也可以進一步提高BRD2抑制劑的療效和治療效果[31]。

目前的BRD2抑制劑通過不同的機制阻斷BRD2的功能,如阻止BRD2與組蛋白修飾相互作用、阻斷其介導的轉錄調節(jié)活動等。在臨床試驗方面,BRD2在皮膚病治療中的應用仍處于初級階段。雖然目前還沒有治療銀屑病的BRD2抑制劑的臨床試驗數據。然而,考慮到BRD2在動物模型中顯現出的治療效果,以及其在一些其他疾病(如自身免疫性疾病)的臨床試驗中顯示出的良好耐受性,有充分的理由相信BRD2抑制劑可能成為治療銀屑病的潛在候選藥物。

4 小結和展望

近年來銀屑病患病率逐年上升,全球大約1.25億的人口受影響,僅我國就約有1 000萬患者[32]。銀屑病呈慢性反復發(fā)作過程,病程長且易復發(fā),治療難度大。患者的皮損不僅瘙癢難忍、容易感染,巨大的心理壓力容易誘發(fā)焦慮、抑郁癥等心理疾病,既給醫(yī)療系統帶來了巨大的經濟負擔,也嚴重影響患者正常生活和心理健康[33]。

以往對BRD2基因的研究主要集中在,其對角質形成細胞增殖和分化、炎癥反應、免疫調節(jié)等多重功能的調控。近來越來越多的研究發(fā)現,BRD2還參與了T細胞免疫調節(jié)。多項研究發(fā)現BRD2基因在銀屑病患者外周血單個核細胞中高表達[34-35]。此外,在研究銀屑病患者在窄譜中波紫外線(NB-UVB)治療前后外周血T細胞中基因表達變化時,發(fā)現BRD2 mRNA表達存在明顯差異[36]。進一步研究發(fā)現溴結構域和末端外域(BET)家族在Th17細胞的分化與激活過程中起著關鍵作用。BRD2和BRD4與Th17細胞中的IL-17基因座具有關聯,通過溴結構域直接調節(jié)多種與Th17相關的效應器細胞因子,如IL-17、IL-21和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF),從而控制Th17細胞的分化,此外還發(fā)現治療劑量的BET抑制劑在小鼠自身免疫模型中是有效的[37]。由此可見,BRD2參與了銀屑病中多種免疫細胞和炎癥因子的調節(jié)。BRD2作為轉錄調控因子的作用機制復雜,具有可塑性,因此對其調節(jié)可能為治療銀屑病提供一種更有效的方案。同時,BRD2的調控網絡可能涉及各種不同的生物學過程,如炎癥、自身免疫性疾病等,因此在BRD2靶點治療方面的轉化醫(yī)學研究可能會涉及到很多不同領域的疾病[38-39]。

總的來說,BRD2作為一種潛在的治療靶點,其研究具有廣泛的應用前景和價值。未來的研究應注重研究BRD2的作用機制和調節(jié)網絡,深入了解BRD2抑制劑的藥理性質和安全性,并進一步探索BRD2抑制劑與其他治療方法的聯合應用。這些努力將有助于開發(fā)更有效、更安全的BRD2抑制劑,并為銀屑病等多種免疫相關性疾病提供新的治療策略。