在阳光的众多 “小秘密” 中，紫外线 B（UVB）辐射对皮肤的影响一直备受关注。它就像一把双刃剑，适量照射可能对人体有益，但过度暴露却会打破皮肤细胞的 “平静生活”。UVB 辐射能扭曲细胞内环境的稳定状态，让皮肤细胞陷入 “混乱”，甚至可能引发皮肤癌。当 UVB 照射皮肤时，会促使 DNA 形成光产物，这些 “捣乱分子” 能显著改变 DNA 的结构和构象，诱导基因突变。如果这些突变不断积累，就如同在细胞内埋下了 “定时炸弹”，随时可能引发皮肤癌。
目前，虽然我们知道核苷酸切除修复通常会对这些光产物进行 “抢修”，可一旦修复机制 “罢工”，细胞就会启动凋亡程序，以阻止突变的积累，恢复细胞内环境的稳定。然而，在皮肤癌发生的复杂过程中，还有许多未知等待我们去探索。其中，T 细胞蛋白酪氨酸磷酸酶（TC-PTP）在这一过程中究竟扮演着怎样的角色，它与细胞自噬又有着怎样的 “微妙关系”，成为了科研人员们关注的焦点。为了解开这些谜团，来自美国德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校（University of Texas Rio Grande Valley）等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Death Discovery》杂志上，为我们理解皮肤癌的发生机制提供了新的视角。
研究人员为了开展此项研究，运用了多种关键技术方法。首先，利用 CRISPR/Cas9 基因组编辑系统构建了人 TC-PTP 缺陷（TC-PTP-/KO）的 HaCaT 细胞系，这为研究 TC-PTP 缺失后的细胞变化提供了重要模型。其次，通过 Western blot 分析检测相关蛋白的表达水平，以此来探究细胞自噬和凋亡相关蛋白的变化情况。此外，运用免疫组化分析技术，研究人员对正常皮肤组织和皮肤癌组织中 TC-PTP 和 LC3 的表达进行了检测，从而分析它们在皮肤癌发生过程中的表达差异。
下面来看看具体的研究结果：
- TC-PTP 缺陷增加小鼠角质形成细胞自噬：研究人员培养了之前建立的 TC-PTP 缺陷（3PC/PTPN2 shRNA）和 TC-PTP 过表达（3PC/pEF mTC45）的小鼠角质形成细胞，并用吖啶橙染色评估自噬通量。结果发现，TC-PTP 缺陷细胞中酸性囊泡细胞器（自噬的特征之一）的形成显著增加。同时，Western blot 分析表明，TC-PTP 缺陷细胞中 LC3-II 与 LC3-I 的比值增加，这证实了即使在没有 UVB 照射等刺激的情况下，TC-PTP 缺陷也能增加小鼠角质形成细胞的自噬通量。
- 建立并表征 HaCaT TC-PTP 敲除角质形成细胞：由于小鼠皮肤和人类皮肤存在结构差异，且 TC-PTP 在人角质形成细胞核中的表达程度与小鼠不同。研究人员利用 CRISPR/Cas9 系统建立了 HaCaT TC-PTP 敲除（KO）细胞系。从每个基因型中选择了三个克隆（HaCaT -C1、C2 和 C3），经检测发现，各克隆间形态特征无明显差异。与工程对照（Mock）细胞相比，TC-PTP-/KO细胞中磷酸化 STAT3 表达显著更高，且细胞活力检测显示 TC-PTP-/KO克隆生长更快。最终选择 C1 克隆进行后续实验。
- TC-PTP 缺陷导致 HaCaT 细胞在 UVB 照射后凋亡减少、自噬增加：研究人员对 HaCaT TC-PTP/Mock 和 TC-PTP-/KO细胞进行 UVB 照射实验。结果显示，未照射 UVB 时，两种细胞形态无明显差异；照射后，TC-PTP/Mock 细胞出现明显的凋亡形态变化，而 TC-PTP-/KO细胞的这些变化显著减少。Western blot 分析表明，TC-PTP-/KO细胞中凋亡标记物切割的 PARP 和切割的 caspase-3 水平显著低于 TC-PTP/Mock 细胞，抗凋亡蛋白 Bcl-2 表达更高，促凋亡蛋白 Bax 表达更低。同时，TC-PTP-/KO细胞在 UVB 照射后自噬相关蛋白 LC3-II 表达增加，p62 表达降低，这表明 TC-PTP 缺陷增加了人角质形成细胞对 UVB 照射的自噬反应，可能提高了细胞存活率。
- 抑制自噬降低 HaCaT TC-PTP-/KO细胞在 UVB 照射后的存活率：为评估 UVB 诱导的自噬是否有助于 TC-PTP-/KO细胞存活，研究人员在 UVB 照射前用自噬抑制剂处理细胞。结果显示，用早期自噬抑制剂 3 - 甲基腺嘌呤（3MA）预处理，显著降低了 TC-PTP-/KO细胞中 LC3-II 的表达水平和细胞活力；用晚期自噬抑制剂氯喹（CQ）预处理，虽增加了 LC3-II 的表达，但同样降低了细胞活力。此外，经 CQ 预处理后，TC-PTP-/KO细胞的凋亡细胞显著增加，达到了与 TC-PTP/Mock 细胞相当的水平。这证实了 TC-PTP 介导的自噬抑制在诱导人角质形成细胞对 UVB 照射的凋亡中起着关键作用。
- LC3 在人皮肤肿瘤中表达增加：研究人员通过免疫组化分析发现，在人鳞状细胞癌（SCCs）和基底细胞癌（BCCs）中，TC-PTP 的表达显著低于正常皮肤组织，而 LC3 的表达则显著增加。进一步分析表明，TC-PTP 表达与 LC3 表达呈负相关，这进一步证实了由于 TC-PTP 缺失导致的自噬增强可能在皮肤肿瘤形成中起关键作用。
综合研究结论和讨论部分，此项研究揭示了 TC-PTP 在 UVB 诱导的角质形成细胞自噬和凋亡过程中的重要调控作用。TC-PTP 可通过抑制自噬促进 UVB 诱导的凋亡，从而减少受损角质形成细胞的存活，这一机制可能在皮肤癌的起始阶段对防止癌细胞的产生起到重要作用。然而，自噬在皮肤癌发生过程中的作用十分复杂，它既可以作为肿瘤抑制机制，也可以在某些情况下促进肿瘤的发展。此外，TC-PTP 还可能通过调节 AKT、Flk-1/JNK、STAT3 等信号通路影响自噬和凋亡。未来，利用 3D 皮肤模型和体内小鼠模型进行更多研究，将有助于进一步阐明 TC-PTP 在调节上皮内环境稳定和癌变过程中对自噬的调控功能，为皮肤癌的预防和治疗提供新的理论依据和潜在靶点。
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