近期,陈静/曾庆海课题组在“热黑现象”前期研究上取得新的突破,在《先进科学(Advanced Science,IF=14.1)》杂志发表了题为“热应激通过激活CX3CL1/CX3CR1轴调控WDR5介导的H3K4me3修饰诱导黑素生成(Heat Stress Modulates WDR5-Mediated H3K4me3 Modification to Induce Melanogenesis via Activating CX3CL1/CX3CR1 Axis)”的文章。皮肤科张玉姗博士为该文第一作者。该研究揭示了热应激具有通过调控组蛋白甲基化修饰进而激活黑素细胞功能的作用,并发现热应激可通过MYC-WDR5-H3K4me3轴上调CX3CL1表达,从而激活CX3CL1/CX3CR1信号通路,最终促进黑素生成的分子机制。
皮肤是人体最大的器官,直接暴露于外界环境,持续应对包括热应激在内的多种环境暴露挑战。近年来研究表明,除了传统的紫外线辐射,热应激本身是一个独立且重要的环境因子,可直接调控皮肤中黑素细胞功能。然而,热应激如何启动并精确调控皮肤色素沉着的分子机制仍不清晰。
该研究通过分析黄褐斑皮肤的转录组数据,发现CX3CL1与黑素生成呈显著正相关。与之一致,CX3CL1在皮肤组织和黑素细胞中均能显著诱导黑素生成。在机制上,CX3CL1通过CX3CR1依赖性方式激活JNK信号通路,进而促进黑素生成。研究者发现热应激会触发WDR5(H3K4me3甲基转移酶的核心亚基)向CX3CL1启动子区的募集,并促进H3K4me3修饰水平,从而驱动CX3CL1的转录。抑制WDR5表达可逆转热应激对CX3CL1启动子区H3K4me3水平的上调作用,进而抑制CX3CL1表达并最终减少黑素生成。进一步研究表明,热应激诱导WDR5向CX3CL1启动子区的富集行为依赖于MYC。上述研究证实:热应激可通过MYC-WDR5-H3K4me3轴上调CX3CL1表达,进而激活CX3CL1/CX3CR1信号通路,最终促进黑素生成。该研究从表观遗传角度阐明了热应激调控皮肤色素沉着的分子机制,并揭示CX3CL1、CX3CR1等分子是调控皮肤色素沉着的潜在治疗靶点。
该研究的价值在于阐明了热应激是诱导皮肤色素沉着的另一重要环境因子,不仅可解释热应激导致火激红斑、黄褐斑等色素性皮肤病发生或加重的原因,还为“温热疗法治疗白癜风”医疗新技术的临床应用提供了科学依据。该研究的持续深入,有望为色素性皮肤病的防治开辟新的思路。
在中南大学湘雅三医院“汇智育才”等项目的支持下,皮肤科黑素代谢研究团队针对热应激调控皮肤色素沉着的作用及机制开展了相关研究,并基于相关研究成果开展了“温热疗法治疗白癜风”医疗新技术的应用,获得了首届湖南省卫生健康行业青年创新大赛(临床医学类))的银奖、第五届湖南省医学技能创新创业大赛决赛二等奖、第一届湖南省研究生医学创新大赛一等奖、第二十一届湖南医学科技奖一等奖等奖项。
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