银屑病是一种慢性炎症性皮肤病，影响全球约 3% 的人口，其特征在于表皮角质形成细胞的异常激活、异常的新生血管形成和免疫细胞的失调。发病区域表现为红色、发痒的鳞片状斑块，常见于膝盖、肘部、躯干和头皮。研究表明，易感基因（内部因素）和环境因素（外部因素）的共同作用促成了银屑病的发病。此外，人们普遍认为，表皮角质形成细胞和免疫细胞之间的串扰失调在银屑病表皮增生中起着关键作用。其中，一些促炎因子，如 IL-6、IFN-γ 和 TNF-α，已被证明是角质形成细胞和炎症细胞之间相互作用的核心，这种相互作用可能是引发、维持、和造成银屑病复发的原因。然而，银屑病发病的确切机制仍不清楚。
MicroRNA（miRNA）是内源性、单链、保守的非编码 RNA，长度约为 22 个核苷酸，几乎在所有生物过程中都发挥着关键作用，包括增殖、分化、炎症和免疫。miRNA 主要通过 mRNA 降解、与靶基因 3ʹ UTR 结合来抑制翻译，从而对靶基因进行负调控。先前的研究强调了 miRNAs 在角质细胞增殖和分化异常、炎症反应和免疫功能紊乱中的作用。近期的研究表明，银屑病患者的表皮角质形成细胞和免疫细胞之间的相互作用可能是通过 miRNAs / targets 轴调节趋化因子/细胞因子而产生的。因此，miRNAs 非常有望成为探索银屑病发病机制的着重研究对象。
2021 年 10 月 19 日，北京大学深圳医院皮肤科的研究团队在 Cell Death & Disease 杂志上发表了一篇学术论文，阐明了 MiR-193b-3p-ERBB4 轴通过调节角质形成细胞的细胞增殖和炎症介质的产生来调节银屑病的发病机制。在这项研究中，证实了银屑病患者、银屑病样炎症细胞模型和咪喹莫特（IMQ）诱导的小鼠模型中 miR-193b-3p 的下调。在 IMQ 诱导的小鼠模型中，agomiR-193b-3p 的皮内注射阻断了银屑病样炎症，而 antagomiR-193b-3p 则增强了银屑病样炎症。生物信息学分析和双荧光素酶报告基因检测表明 miR-193b-3p 靶向 ERBB4 3ʹ UTR，表明 miR-193b-3p-ERBB4 轴是银屑病角质形成细胞过度增殖和异常炎症因子分泌的基础，为银屑病提供了一种新的、与 miRNA 相关的因果机制和潜在的治疗靶点。
之前的研究表明 miR-193b-3p 是一种经典的肿瘤抑制因子，在银屑病皮肤中被下调。为了进一步证实这一结果，该研究团队检查了来自银屑病患者和健康供体的皮肤样本中 miR-193b-3p 的表达。与健康皮肤相比，银屑病皮肤表现出明显的表皮增生和淋巴细胞浸润（图1A）。此外，银屑病皮肤样本显示出更高的银屑病相关基因水平，在分子水平上证实了它们的银屑病特征。引人注目的是，miR-193b-3p 在银屑病皮肤样品中显著降低（图1B）。此外，这些样本中的 miR-193b-3p 水平与相应患者的银屑病面积和严重程度指数（Psoriasis Area and Severity Index, PASI）评分呈负相关（图1C）。为了在体外评估 miR-193b-3p 是否被银屑病相关炎症因子异常调节，使用 M5 鸡尾酒（包含重组人 IL-1α、IL-17A、IL-22、抑癌素 M 和 TNF-α）处理人永生化角质细胞 HaCaT和正常人角质细胞 NHKs，在这些培养的角质细胞中诱发银屑病样炎症，然后测定 miR-193b-3p 的表达。正如预期的那样，M5 处理的 HaCaT 和 NHKs 中 miR-193b-3p 的表达显著降低（图1D、1E），表明这些炎症因子减弱了 miR-193b-3p 的表达。
图1. miR-193b-3p 在银屑病患者和 M5 诱导的角质形成细胞中下调。
IMQ 诱导小鼠皮肤炎症是一种能够充分表征银屑病的动物模型。为了检查 miR-193b-3p 在体内的表达情况，连续 5 天用 IMQ/凡士林对小鼠进行局部处理，在第 6 天处死以收集皮肤样本。结果如预期所示，IMQ 处理的小鼠表现出皮肤炎症增加，而对照组（CTL）小鼠没有表现出任何皮肤病变的迹象（图1F）。此外，IMQ 显著降低了小鼠皮肤中的 miR-193b-3p（图1G），表明 miR-193b-3p 在银屑病样炎症环境中受到抑制。总之，这些结果证实 miR-193b-3p 在银屑病角质形成细胞中下调，表明 miR-193b-3p 在银屑病发病机制中具有潜在作用。
miR-193b-3p 在体外抑制角质形成细胞活化
为了探索 miR-193b-3p 在银屑病发病机制中的可能作用，研究人员使用 miR-193b-3p 模拟物/抑制剂在 HaCaT 细胞中过表达/抑制 miR-193b-3p。如图 2A 所示，HaCaT 细胞中银屑病相关基因，如S100A7、S100A8、S100A9在存在或不存在 M5 处理的情况下，被 miR-193b-3p 过表达下调。而可能导致银屑病患者严重炎症的促炎基因，包括CXCL1、CCL2和IL-1β，也被 miR-193b-3p 模拟物下调（图2A）。此外，miR-193b-3p 过表达显著降低了 HaCaT 细胞中磷酸化 STAT3 （Tyr705）、磷酸化 STAT3 （Ser727）和磷酸化 NF-κB p65 （Ser311） 的水平（图2B），表明 miR-193b-3p 不仅可以减少炎症因子的分泌，还可以抑制炎症 STAT3 和 NF-κB 通路。
图2. miR-193b-3p 在 M5 诱导的 HaCaT 细胞中的功能。
为了证实 miR-193b-3p 在角质形成细胞中的调节作用，使用 miR-193b-3p 抑制剂阻断 HaCaT 细胞中的内源性 miR-193b-3p 表达。如图 2B、2C 所示，miR-193b-3p 抑制剂显著促进了银屑病相关基因和炎症基因的表达，以及 STAT3 和 NF-κB 通路。所有这些数据表明 miR-193b-3p 通过抑制增殖、炎症因子的产生和炎症途径来抑制体外角质形成细胞的活性
为进一步确定 miR-193b-3p 在体内的作用，研究人员将 agomiR-193b-3p（miR-193b-3p 模拟物）注射到小鼠背部。与对照组相比，agomiR-193b-3p 的皮内注射显著增加了 miR-193b-3p 的表达（图3A）。同时，IMQ 处理的小鼠表现出比对照组增加的皮肤损伤和更高的 PASI 评分，而 agomiR-193b-3p 显著抑制了 IMQ 诱导的皮肤炎症，表现为皮肤损伤改善（图3B）和 PASI 评分降低所示（图3C）。此外，组织学分析、免疫组织化学分析等均表明 agomiR-193b-3p 降低了银屑病相关基因和炎症基因的表达。上述结果表明 miR-193b-3p 过表达抑制了体内银屑病的发展。
图3. agomiR-193b-3p 在 IMQ 诱导的银屑病小鼠模型中的功能。
接着，探索了 antagomiR-193b-3p（阻断内源性 miR-193b-3p 表达的合成分子）的功能作用。如图 4A 所示，与对照组相比，antagomiR-193b-3p + IMQ 组的 miR-193b-3p 表达显著降低。同时，antagomiR-193b-3p 处理后第 5 天皮肤炎症和 PASI 评分显著增加（图4B、4C）。此外，antagomiR-193b-3p 进一步增强了 IMQ 诱导的表皮增厚和增生（图4D，E）。总之，这些结果表明 miR-193b-3p 的体内抑制促进了银屑病的免疫病理变化并加剧了疾病的严重程度。
图4. antagomiR-193b-3p 在 IMQ 诱导的银屑病小鼠模型中的作用。
接下来，研究人员结合生物信息学工具预测了 miR-193b-3p 的潜在靶点。如图 5A 所示，ERBB4 被预测为 miR-193b-3p 的靶点，该基因已被报道参与肿瘤发生并与角质细胞增殖和表皮厚度呈正相关。为了验证该靶基因，构建了荧光素酶报告载体，转染后如图 5B 所示，miR-193b-3p 模拟物显著抑制了与 ERBB4 WT 3ʹ UTR 构建体共转染的细胞的荧光素酶活性。出乎意料的是，miR-193b-3p 模拟物和 miR-193b-3p 抑制剂均不影响 HaCaT 细胞或 NHK 中的 ERBB4 mRNA 水平（图5D、E）。此外，来自健康供体的皮肤组织中的 ERBB4 mRNA 水平与来自银屑病患者的皮肤组织的 mRNA 水平没有显著差异（图5F）。然而，银屑病患者的病变皮肤样本中 ERBB4 以及 STAT3 和 NF-κB 的蛋白水平显著上调（图5G）。更重要的是，在 IMQ 诱导的小鼠模型和临床样本中均观察到 miR-193b-3p 表达和 ERBB4 蛋白表达呈负相关（图5I）。总之，所有实验数据表明 ERBB4 是 miR-193b-3p 的直接靶标。
图 5. miR-193b-3p 直接靶向 ERBB4。
为了探究 ERBB4 在银屑病发展中的生物学作用，研究人员通过用 ERBB4 siRNA 转染角质形成细胞进行了功能丧失测定。如图 6A、6B 所示，特异性 siRNA 显著降低了角质形成细胞中 ERBB4 的表达。此外，还检测到 ERBB4 敲低导致角质形成细胞增殖减少（图6C）。在存在或不存在 M5 处理的情况下，ERBB4 敲低抑制了银屑病相关基因和炎症基因的表达（图6D），也降低了角质细胞中磷酸化STAT3（Tyr705）、磷酸化STAT3（Ser727）和磷酸化NF-κB p65（Ser311）的水平（图6E）。从上述结果可以得出结论，ERBB4 是 miR-193b-3p对角质细胞增殖和炎症影响的一个潜在媒介。
图 6. ERBB4 在角质形成细胞中的作用。
银屑病皮肤中，浸润的免疫细胞产生炎症介质，导致角质形成细胞活化，造成表皮增生。活化的角质形成细胞，会分泌大量炎症因子，作为角质形成细胞与免疫细胞之间的重要信号传递者。因此，通过调节角质形成细胞中的炎性细胞因子/趋化因子来破坏角质形成细胞与免疫系统之间的串扰，有望成为开发抗银屑病新药的新靶点。该研究表明 miR-193b-3p 通过直接靶向 ERBB4 充当银屑病发病机制的负调节剂，因此靶向 miR-193b-3p 的治疗方法在银屑病疗法开发中的潜力巨大。接下来，还需要进一步的体内实验和研究来证实 miR-193b-3p 和 ERBB4 在银屑病中的临床价值。
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41419-021-04230-5
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