在银屑病中，Keratin 17通过PI3K/AKT/NF-κB通路调节角质形成细胞中的CXCL1分泌，从而增强中性粒细胞的趋化性

时间：2026年1月13日

来源：Chinese Medical Journal

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本研究揭示角蛋白17（K17）通过PI3K/AKT/NF-κB信号通路调控CXCL1表达，驱动中性粒细胞浸润，加剧银屑病病理。K17敲除小鼠及siRNA干预实验显示抑制K17可缓解红斑、鳞屑及表皮增厚，减少中性粒细胞浸润及炎症因子表达。临床数据显示K17与CXCL1在银屑病皮损中显著正相关。研究首次阐明K17在免疫调控中的新机制，为靶向治疗提供依据。

致编辑：银屑病是一种慢性炎症性皮肤病，其特征是表皮角质形成细胞（KC）过度增殖和免疫调节紊乱。角质形成细胞通过产生细胞因子/趋化因子来驱动病理性的细胞扩张和炎症，这些细胞因子/趋化因子会激活树突状细胞、T细胞和中性粒细胞，从而维持炎症级联反应。^[^¹^]角蛋白17（K17）是一种对表皮稳态至关重要的I型上皮角蛋白，在细胞因子（如血管内皮生长因子（VEGF）、白细胞介素（IL）-17A、干扰素-γ（IFN-γ）和IL-22）的诱导下，在银屑病病变中表现出显著的上调。^[^{^2,3}^]除了其结构作用外，K17还通过K17/T细胞/细胞因子的自身免疫循环促进疾病进展。^[^{^4,5}^]本研究证明，K17通过上调C-X-C基序趋化因子配体1（CXCL1）来触发中性粒细胞的趋化作用，从而促进中性粒细胞微脓肿的形成和炎症的放大。这些发现提供了新的证据，表明K17是调节角质形成细胞免疫反应的关键分子。方法和数据可在补充文本中找到：https://links.lww.com/CM9/C733。

为探讨K17在银屑病发病机制中的作用，我们首先建立了K17缺陷（K17^−/−）小鼠模型，用于模拟伊莫喹莫德（IMQ）诱导的银屑病。与野生型（WT）对照组相比，K17^−/−小鼠的银屑病病变较轻，红斑、鳞屑和表皮厚度均有所减少 [图1A和补充图1A，https://links.lww.com/CM9/C733]。皮肤病变的流式细胞术分析显示，K17^−/−小鼠中的中性粒细胞浸润少于WT小鼠 [图1B和补充图1B，https://links.lww.com/CM9/C733），这一结果也得到了炎症细胞因子信使RNA（mRNA）水平降低的证实[补充图1C，https://links.lww.com/CM9/C733

图1：
K17介导的银屑病角质形成细胞中的CXCL1分泌：PI3K/AKT/NF-κB依赖性的中性粒细胞趋化作用。(A) 第5天时，对照组和IMQ处理组的表型和代表性的苏木精-伊红染色图像。每组代表三只小鼠。比例尺 = 50 µm。(B) 小鼠背部皮肤病变中Ly6G阳性细胞的流式细胞术分析（n = 3）。(C) 基因本体论分析显示K17充足角质形成细胞与K17缺陷角质形成细胞中富集的通路。(D) K17充足和K17缺陷角质形成细胞中与趋化作用相关的基因的mRNA表达（n = 3）。(E) 用TNF-α和IL-17A刺激的K17充足和K17缺陷角质形成细胞中CXCL1的mRNA表达（n = 3）。(F) 银屑病患者病变皮肤（n = 3）和健康对照组皮肤（n = 3）中K17和CXCL1的免疫荧光染色。比例尺 = 100 µm。(G) 银屑病患者病变皮肤和健康对照组皮肤中K17和CXCL1的蛋白质表达水平。(H) 小鼠背部皮肤病变中中性粒细胞的流式细胞术分析（n = 3）。(I) 用或不用TNF-α和IL17-A刺激的角质形成细胞诱导的中性粒细胞迁移的Transwell检测。比例尺 = 100 µm。(J) 用或不用CXCL1中和抗体刺激的角质形成细胞诱导的中性粒细胞迁移的Transwell检测。比例尺 = 100 µm。(K) 用LY-294002处理的角质形成细胞中磷酸化AKT和AKT的蛋白质水平。(L) 用PDTC处理的角质形成细胞中磷酸化AKT和AKT的蛋白质水平。(M) 用LY-294002和PDTC处理的K17充足和K17缺陷角质形成细胞中CXCL1的蛋白质水平。(N) K17充足和K17缺陷角质形成细胞中磷酸化AKT、磷酸化p65和p65的蛋白质水平。(O) 对照组和用或不用siK17处理的IMQ处理组的表型和代表性的苏木精-伊红染色图像。每组代表三只小鼠。比例尺 = 50 µm。(P) 小鼠背部皮肤病变中Ly6G阳性细胞的流式细胞术分析（n = 3）。Abs：抗体；AKT：蛋白激酶B；CCL：C-C基序趋化因子配体；CXCL：C-X-C基序趋化因子配体；DAPI：4′,6-二氨基-2-苯基吲哚；DEG：差异表达基因；DMSO：二甲基亚砜；IMQ：伊莫喹莫德；IL-17A：白细胞介素-17A；K17：角蛋白17；KC：角质形成细胞；KD：敲低；mRNA：信使RNA；OE：过表达；p-AKT：磷酸化AKT；PBS：磷酸盐缓冲液；PDTC：吡咯烷二硫氨基甲酸盐铵；p-p65：磷酸化p65；siK17：*K17*的小干扰RNA；TNF-α：肿瘤坏死因子-α；WT：野生型。

通过对过表达K17（K17^OE）或敲低K17（K17^KD）的慢病毒转导的人类原代角质形成细胞进行转录组分析，发现K17^OE角质形成细胞中有287个上调基因和128个下调基因（DEGs），而K17^KD角质形成细胞中有355个上调基因和400个下调基因（假发现率[FDR] <0.05，|倍数变化| >3）[补充图2A，https://links.lww.com/CM9/C733]。功能通路分析显示，这些上调基因在白细胞趋化、细胞分化和炎症细胞迁移通路中富集 [图1C]。为了验证这种趋化特征，我们选择了一组显著上调的趋化因子进行定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）确认，这些趋化因子在招募银屑病中的关键免疫细胞（如中性粒细胞和T淋巴细胞）方面具有已知和多样的作用。验证结果证实了这些趋化因子的广泛上调，其中CXCL1在K17^OE角质形成细胞中上调最为显著，在K17敲低后其表达受到抑制 [图1D]。我们发现肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和IL-17A共同作用可以协同增加角质形成细胞中CXCL1的表达和分泌[补充图2B、C，https://links.lww.com/CM9/C733]。值得注意的是，K17敲低会消除细胞因子诱导的CXCL1表达 [图1E和补充图2D，https://links.lww.com/CM9/C733]，这证实了CXCL1在趋化因子产生中的必要性。因此，K17通过角质形成细胞中的转录调控在银屑病发病机制中调控CXCL1驱动的趋化作用。

免疫荧光分析显示，银屑病病变的表皮中CXCL1富集，且K17阳性染色区域在空间上有所重叠 [图1F]。qRT-PCR和Western blotting证实银屑病患者病变皮肤中K17和CXCL1的水平升高 [图1G和补充图3A，https://links.lww.com/CM9/C733]。在一个银屑病队列（GSE13355）中，病变皮肤中K17和CXCL1的mRNA显著升高[补充图3B，https://links.lww.com/CM9/C733]，它们的正相关关系通过回归分析得到进一步验证（R² = 0.385，P <0.001）[补充图3C，https://links.lww.com/CM9/C733]。

为了体内验证K17-CXCL1轴，使用了结合免疫缺陷（SCID）小鼠-银屑病异种移植模型[补充图4A，https://links.lww.com/CM9/C733]。移植中的K17敲低显著降低了K17和CXCL1的表达[补充图4B、C，https://links.lww.com/CM9/C733]。组织病理学分析显示，K17的抑制减弱了银屑病特征，K17和CXCL1的蛋白质水平也相应降低，这通过免疫组化和免疫荧光染色得到证实[补充图4D、E，https://links.lww.com/CM9/C733。

由于CXCL1促进银屑病中的中性粒细胞浸润，我们使用IMQ诱导的类似银屑病的小鼠模型评估了K17在中性粒细胞募集中的功能作用。K17敲低显著减少了类似银屑病的皮肤病变中的中性粒细胞浸润 [图1H和补充图5A，https://links.lww.com/CM9/C733]。在Transwell趋化实验中，TNF-α/IL-17A刺激的角质形成细胞增强了中性粒细胞的迁移，而K17敲低则抑制了这一过程，而K17过表达则增强了这一过程 [图1I和补充图5B，https://links.lww.com/CM9/C733]。相反，K17过表达增强了细胞因子处理过的角质形成细胞中的中性粒细胞迁移，而CXCL1中和则完全阻断了这一过程 [图1J和补充图5C，https://links.lww.com/CM9/C733]。接下来，我们阐明了K17驱动中性粒细胞趋化的分子机制。刺激在30分钟内诱导了蛋白激酶B（AKT）（Ser473）和核因子κB（NF-κB）、p65（Ser536）的磷酸化[补充图6A，https://links.lww.com/CM9/C733], 这一过程被磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/AKT（LY-294002）或NF-κB（吡咯烷二硫氨基甲酸盐铵[PDTC]）抑制剂抑制 [图1K、L]。TNF-α/IL-17A处理的角质形成细胞表现出比未刺激的对照组更强的AKT/NF-κB磷酸化，而K17缺陷细胞则表现出较低的磷酸化 [图1M 图1N和补充图6B，https://links.lww.com/CM9/C733]。这些数据共同表明，K17通过PI3K/AKT/NF-κB信号通路介导的CXCL1表达增强，建立了角质形成细胞自主调节中性粒细胞迁移的机制。

为了研究K17在银屑病中的治疗潜力，我们通过在小鼠中给予小干扰RNA（siRNA）来敲低表皮中的K17。这种分子干预显著改善了银屑病病变，包括鳞屑斑块的消退、表皮增生的正常化以及真皮免疫细胞浸润的减少 [图1O和补充图7A，https://links.lww.com/CM9/C733]。此外，抑制K17表达还减少了中性粒细胞向病变皮肤的募集 [图1P和补充图7B，https://links.lww.com/CM9/C733]。因此，靶向抑制K17可以减弱炎症信号通路和银屑病的特征性组织病理表现，为其治疗相关性提供了功能验证。

本研究阐明了K17在银屑病中的双重作用，将其作为结构角蛋白的常规功能扩展到通过PI3K/AKT/NF-κB/CXCL1轴介导的促炎信号传导。我们证明，K17介导的角质形成细胞激活创造了驱动中性粒细胞浸润的自主趋化微环境，从而在机制上将表皮异常与早期微脓肿形成联系起来。这些发现为理解银屑病发病机制提供了理论上的进展，并为靶向K17提供了临床前依据。需要注意的是，虽然我们的工作主要集中在CXCL1上，但其他受K17调节的趋化因子（如C-C基序趋化因子配体[CCL]3、CCL5和CXCL11）的潜在作用值得探索，K17与PI3K/AKT激活之间的精确分子联系仍有待阐明，特别是关于它们之间通过直接相互作用或亚细胞定位的调节机制。未来的研究应解决这些知识空白，同时推进治疗验证的转化模型。