科学探索|最新《自然》:中国科学家揭示白癜风发病机制

【科学探索|最新《自然》:中国科学家揭示白癜风发病机制】白癜风是一种后天获得性的自身免疫病,对于这种疾病的典型症状——皮肤出现白斑,我们都不陌生 。但令人意外的是,直到今天,白癜风的发病原因仍然是个谜 。这也限制了相关疗法的开发,至今仍未出现通过FDA批准的治疗方案 。
科学家已经了解到的是,皮肤白斑是由CD8+ T细胞异常攻击自体黑色素细胞产生的,而γ干扰素信号对于这个过程至关重要 。但究竟是哪些细胞响应了γ干扰素的功能,此前的研究并未给出答案 。对于占据全球人口0.5%~2%的白癜风患者来说,揭示疾病的调节机制就显得尤为迫切 。
本周,在一项发表于《自然》杂志的研究中,北京生命科学研究所的陈婷研究员团队取得了重要突破 。这项研究揭示了在白癜风中起到关键作用的细胞类别,并且解释了白癜风发病位置的偏好 。

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超过80%的白癜风病人发病部位呈双侧对称分布,这种类型被称为非节段型白癜风 。为了解释这种对称性分布的特征,研究团队对白癜风病人皮肤样本进行了荧光染色 。他们发现,CD8+ T细胞大量聚集在皮损与非皮损区域交界处,由此可以推测:白癜风发病过程中存在一种募集机制,在皮肤受损交界处协调招募CD8+ T细胞 。因此,这类细胞可以持续攻击健康区域的黑色素细胞,造成脱色区域逐渐扩大 。

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那么,这种招募机制是通过什么细胞实现的?不同的分析手段都指向了同一类细胞:成纤维细胞 。
成纤维细胞是真皮中最重要的细胞成分,研究团队发现,这类细胞的特异性基因在γ干扰素信号通路上富集,而且γ干扰素下游信号也主要作用于成纤维细胞 。
为了找出成纤维细胞是如何发挥作用的,研究团队建立了一种全新的白癜风诱导模型小鼠 。陈婷研究员表示,以往的诱导模型方法复杂、效率低下,无法用于复杂的遗传分析 。而最新的诱导模型能够在不同的条件下敲除小鼠的相关基因,并进行分析 。
利用该模型,研究团队在成纤维细胞中敲除了γ干扰素受体基因,这时小鼠不再患上白癜风,这也进一步验证了成纤维细胞响应γ干扰素是导致白癜风的关键机制 。
而要明确成纤维细胞响应γ干扰素的具体途径,就要找到在白癜风患者/小鼠的成纤维细胞中,有哪些表达异常的因子 。陈婷研究员团队发现,与正常的成纤维细胞相比,趋化因子CXCL9和CXCL10 在白癜风病人和白癜风模型小鼠成纤维细胞中均有较高的表达 。而敲低Cxcl9或Cxcl10基因之后,小鼠的成纤维细胞则失去了对CD8+ T细胞的招募能力 。

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至此,研究证实了皮肤成纤维细胞在皮肤自身免疫病中的关键作用,并揭示了参与该过程的关键基因 。 
同时,这项研究还发现了白癜风发病位置偏好的决定因素 。研究团队通过对非节段型白癜风病人的分析发现,白癜风在不同部位的发病频率存在很大差异:手背、胸部发病率最高,而手掌和上肢发病率最低 。进一步的研究发现,在手背、胸部和背部这些发病率高的区域,CXCL9、CXCL10的上调倍数更高,成纤维细胞响应γ干扰素的程度也更高 。在小鼠模型中,研究团队也发现了类似的规律 。
这些实验说明,不同部位成纤维细胞对γ干扰素的响应能力不仅决定其招募CD8+ T细胞的能力,也决定了白癜风的发病位置偏好 。