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研究中的角质形成

角质形成细胞的功能和分化

角质形成细胞构成表皮（皮肤外层）中的大部分细胞。在基底表皮层中发现了产生角质形成细胞的祖细胞。随着这些细胞的增殖并分化为角质形成细胞，它们移至表皮的上层。一旦到达角质层（最外层的表皮层），它们就会变成有丝分裂后的死细胞，称为角质细胞。这些角质细胞形成坚韧的保护性皮肤外层，并在制造新的角质细胞时不断脱落。

Lifeline®角质形成细胞在表皮分化和衰老研究中的作用

从祖细胞分化为成熟分化细胞的过程涉及染色质修饰剂（如Polycomb组蛋白（PcG；表观遗传沉默子）和Trithorax组蛋白（trxG；表观遗传激活剂））的协同作用。先前的研究表明，PcG抑制转录可维持表皮祖细胞，而释放该抑制可刺激分化程序。但是，在此过程中激活trxG的作用尚未得到很好的研究。在2012年的一项研究中，Hopkin等人。开始定义trxG介导的基因调控如何参与表皮分化。在表皮中，粒头转录因子（GRHL3）是分化的重要调节剂。

为了确定GRHL3如何介导基因调控，作者使用了Lifeline®人新生儿表皮角质形成细胞（NHEK），并使用钙在体外对其进行了分化。作者首先证实，与角质化细胞膜形成有关的转谷氨酰胺酶1（TGM1）是GRHL3的直接靶标。此外，GRHL3对TGM1启动子的占用增加与H3K4me3标记水平的升高（表明有活性的启动子）有关，后者由GRHL3表达介导。使用表皮trxG成员的siRNA敲低，作者发现MLL2以GRHL3依赖性方式调节TGM1甲基化。

为了更全面地了解GRHL3和MLL2如何全局调节表皮分化，研究人员在NHEKs中GRHL3或MLL2缺失后进行了微阵列分析。最大的重叠是在终末分化基因中，这表明GRHL3和MLL2在终末分化中起作用。利用他们的微阵列数据和免疫共沉淀测定法确认结合，作者鉴定了一组基因，这些基因是GRHL3介导的MLL2结合的靶标。接下来，为了检查GRHL3是否可以结合trxG复合物蛋白，作者使用了免疫共沉淀法来确认GRHL3结合了trxG复合物的重要成员WDR5。

该小组使用染色质免疫沉淀和测序（ChIP-seq），在全基因组水平上检查了分化的NHEK细胞中GRHL3-WDR5的占有率，发现大多数带有GRHL3信号的基因也具有WDR5信号，这表明GRHL3 WDR5的募集促进表皮分化。最后，为了解trxG介导的表皮分化调控与PcG介导的调控如何协同作用，作者在诱导分化后的不同时间点进行了ChIP分析，以检查GRHL3-MLL2靶标上的H3K4me3和H3K27me3（染色质阻遏标记）。有趣的是，他们鉴定了两组基因：由PcG-trxG共同调控激活的基因和仅由trxG激活的基因。总之，这项研究的结果表明，与PcG蛋白一起，trxG蛋白也是表皮分化的关键调节因子。这组作者建议，由于分化的改变潜在地导致了多种皮肤病（如牛皮癣）的发展，因此对这些分化途径的质疑可能会导致新疗法的发展。

钙调蛋白样皮肤蛋白（CLSP）的表达是角质形成细胞分化的关键调节器。在今年的一项研究中，高原和同事研究了CLSP是否在角质形成细胞衰老中起作用。通过使用在培养中6-14天分化并经历衰老的Lifeline®NHEK，作者证明了随着NHEK衰老，CLSP表达随时间增加。作者接下来通过用H2O2或UV-A / UV-B光处理NHEK来诱导衰老，发现在这些衰老诱导条件下CLSP表达也增加。为了确定CLSP在衰老过程中的作用，作者在用H2O2或UV-B光诱导衰老后，用重组CLSP处理细胞。有趣的是，在两种情况下，CLSP处理均可降低衰老，提示CLSP是由细胞诱导的以对抗衰老。尽管作者无法确定CLSP诱导的细胞衰老减少的机制。