目的调节性细胞死亡在紫外线诱导的皮肤炎症中起了重要的作用。课题组前期研究提示紫外线除了可以诱发角质形成细胞凋亡,很可能同时触发了其他种类的调节性细胞死亡方式。本研究分别在体外实验和动物实验中,探索了紫外线诱发角质形成细胞调节性死亡的方式。接着,本研究详细探讨了干扰角质形成细胞焦亡对紫外线诱发的角质形成细胞死亡和炎症的影响及其可能的分子机制。确认细节方法分为体外细胞实验和动物实验两部分。体外实验的研究对象为角质形成细胞系HaCaT细胞和人原代角质形成细胞。动物实验的研究对象为野生型C57BL/6J小鼠以及基因工程编辑小鼠。1、使用中波紫外线(Uselleck AY-22989VB)照射体外培养的角质形成细胞,鉴定其发生的调节性细胞死亡类型。2、鉴定角质形成细胞焦亡对下游重要的炎症因子IL-1β的影响。3、建立小鼠UVB急性皮肤损伤模型,在体内进一步确认UVB诱发的角质形成细胞调节性细胞死亡的类型。4、繁育GSDME敲除小鼠,探索抑制GSDME介导的焦亡对UVB诱发的角质形成细胞死亡与皮肤炎症的影响。5、构建GSDME角质形成细胞条件性敲除小鼠,进一步探索角质形成细胞是否贡献了 GSDME敲除导致的炎症微环境增强。6、通过检测募集中性粒细胞的细胞因子水平、测定中性粒细胞活化分子标志物、中性粒细胞耗竭实验等多种实验方式,探究中性粒细胞在GSDME敲除导致的UVB皮肤损伤加重中的作用。结果1、UVB照射(25 skin biophysical parametersmJ/cm2和50mJ/cm2),可以诱发体外培养的角质形成细胞出现GSDME介导的焦亡,并且对关键促炎细胞因子IL-1β的释放有促进作用。抑制GSDME降低了 UVB照射引起的角质形成细胞死亡。但是对程序性坏死(以关键分子MLKL的磷酸化作为标志)没有明显的诱导作用。2、在UVB照射小鼠模型中(430 mJ/cm2),小鼠表皮角质形成细胞出现了caspase-3、PARP、GSDME的剪切以及MLKL磷酸化水平的增加。3、GSDME敲除小鼠,表现出比野生型小鼠更为严重的UVB损伤表型。但是GSDME敲除小鼠虽不能执行GSDME介导的焦亡,PARP的剪切或MLKL磷酸化没有出现代偿性增加。4、UVB损伤的GSDME敲除小鼠,表现出比UVB损伤的野生型小鼠更强的招募中性粒细胞的免疫微环境,中性粒细胞在其局部皮肤损伤的组织中激活的分子标志物水平升高更为明显。5、UVB损伤的GSDME角质形成细胞条件性敲除小鼠,表现出与UVB损伤的野生型小鼠相近的炎症和损伤水平。6、中性粒细胞的耗竭,消除了 GSDME敲除小鼠中出现的紫外线皮肤损伤加重现象。结论1、UVB可以诱发体外培养的角质形成细胞焦亡并进一步介导IL-1β的释放,但对程序性坏死没有影响。2、在UVB小鼠皮肤损伤模型中,角质形成细胞同时出现了凋亡、GSDME介导的焦亡和程序性坏死三种调节性细胞死亡方式,UVB对在体和体外角质形成细胞细胞死亡方式出现差异性调控。3、GSDME敲除导致UVB损伤免疫微环境增强。4、角质形成细胞中GSDME的缺失并没有促进UVB损伤免疫微环境的增强。5、中性粒细胞过度活化是GSDME敲除导致紫外线损伤加重的重要因素。