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为探究 HSPA2 对角质形成细胞表型的影响，研究人员利用多种角质形成细胞系，通过基因编辑构建不同模型开展研究。结果发现 HSPA2 缺失会损害角质形成细胞分化并促进免疫调节因子分泌。这表明 HSPA2 或可成为炎症性皮肤病的潜在治疗靶点。
在生命的微观世界里，细胞的正常运作离不开一类特殊的 “助手”—— 伴侣蛋白。它们就像细胞内的 “分子机器”，时刻维护着蛋白质的稳定状态，确保细胞有条不紊地工作。人类 HSPA（HSP70）家族便是其中重要的一员，家族中的成员结构相似，功能却各有 “分工”。HSPA2 作为家族中较为特殊的存在，它在睾丸、大脑和多层上皮等组织中有着独特的 “身影”，尤其在精子的分化和功能维持中扮演着不可或缺的角色。然而，对于它在睾丸之外的体细胞，比如表皮角质形成细胞中的作用，科学界却知之甚少。
在皮肤的世界里，角质形成细胞是当之无愧的 “主力军”，它们不仅是皮肤的主要构成部分，还肩负着免疫防御的重任。过往的研究发现，HSPA2 在表皮角质形成细胞中的作用似乎与抵抗环境压力有关，但这远远不是全部。随着研究的深入，人们越发好奇：HSPA2 究竟还有哪些隐藏的 “技能”？它的变化又会给角质形成细胞带来怎样的影响？这些问题就像一团团迷雾，笼罩在科研人员的心头，促使他们开启了一场探索之旅。
为了揭开这些谜团，来自波兰玛丽亚?斯克洛多夫斯卡 - 居里国家肿瘤研究所格利维采分校等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上，为我们带来了关于 HSPA2 的全新认知。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，他们使用了多种细胞系，包括 HaCaT 细胞系、BJ1 - hTERT 细胞系和 Ker - CT 细胞系等，这些细胞系为研究提供了丰富的实验材料。同时，通过基因编辑技术构建了 HSPA2 过表达（OVER）、敲低（KD）和敲除（KO）等多种模型，以此来观察不同 HSPA2 水平下细胞的变化。此外，RNA 测序（RNA - seq）技术帮助研究人员全面了解基因表达的变化情况，蛋白质印迹分析（Western blot）和免疫组化（IHC）则用于检测蛋白质的表达和定位，从分子和细胞层面为研究提供了有力支撑。
基因表达谱及与 HSPA2 缺失相关的信号通路
研究人员利用 RNA - seq 技术对不同处理的细胞进行转录组分析。在对 18 天的三维重建人表皮（RHE）模型的研究中发现，在 HSPA2 敲低（KD）模型中，样本间的差异较大，无法有效区分 HSPA2+和 HSPA2-的 RHE，因此该模型被排除在进一步分析之外。而在 HSPA2 敲除（KO）模型中，通过主成分分析（PCA）发现，PC3 能够区分 HSPA2-和 HSPA2+的差异。进一步分析发现，与白细胞介素信号传导和角质形成细胞分化相关的基因表达发生了显著改变。基因集富集分析（GSEA）显示，HSPA2-的 RHE 中免疫调节相关通路上调，角质形成细胞分化相关通路下调。在对 2D 培养和 RHE 培养数据的联合分析中，PC5 也能基于 HSPA2 表达状态区分样本，且相关基因与免疫调节有关。这一系列结果表明，HSPA2 缺失导致的基因表达变化在 KO 模型中更易检测，且主要影响免疫调节和角质形成细胞分化相关通路。
HSPA2 缺失对 RHE 培养中角质形成细胞分化的影响
为了验证转录组分析的结果，研究人员通过 RT - qPCR 检测了不同生长阶段 RHE 培养物中与角质形成细胞分化相关基因的表达。结果显示，随着 RHE 的成熟，这些基因的 mRNA 水平升高，但在 HSPA2-的 RHE 中，其表达水平低于 HSPA2+的 RHE。显微镜分析发现，HSPA2-的 RHE 比对照组更薄，尽管增殖细胞数量相似，但晚期角质形成细胞分化标记物（如丝聚蛋白（FLG）和兜甲蛋白（IVL））的表达减少。免疫组化和蛋白质印迹分析进一步证实了这一结果，同时透射电子显微镜观察到 HSPA2-的 RHE 最上层结构异常，颗粒层发育不良。在 Ker - CT 细胞系中构建 HSPA2 KO 模型进行验证，结果同样表明 HSPA2 缺失会破坏角质形成细胞分化的晚期阶段。
HSPA2 缺失促进角质形成细胞分泌免疫调节因子
转录组分析表明，HSPA2-的 RHE 中白细胞介素信号通路相关基因上调。RT - qPCR 验证发现，除部分基因外，大多数相关基因在成熟 HSPA2-的 RHE 中表达更高。抗体阵列检测发现，HSPA2-的 RHE 释放出更高水平的多种促炎趋化因子、细胞因子和金属蛋白酶抑制剂。蛋白质印迹分析显示，HSPA2-的细胞在未处理和促炎刺激后，分泌的 eHSPA1、IL - 6、CCL2 和 CCL5 水平更高。此外，HSPA2-的 RHE 中干扰素信号通路相关基因的 mRNA 水平增加，相关蛋白表达也发生变化。通过敲低 HSPA1 表达发现，HSPA2-/HSPA1-细胞的分泌谱发生改变，这表明 HSPA2 缺失导致的促炎作用部分由 eHSPA1 分泌增加介导。
综合研究结果，研究人员发现 HSPA2 在表皮角质形成细胞中具有复杂的稳态调节作用。HSPA2 缺失会导致颗粒层发育不良和免疫调节异常，这表明 HSPA2 活性的改变可能是人类表皮 “内在” 的致病机制之一。HSPA2 能够调节促炎细胞因子、趋化因子等的产生和分泌，影响免疫细胞向皮肤的募集，进而在炎症性皮肤病的发病机制中发挥作用。虽然目前还不清楚 HSPA2 与促炎介质和干扰素信号之间的具体分子机制，但研究结果提示 HSPA2 和 HSPA1 的细胞内平衡可能调节角质形成细胞的旁分泌和自分泌信号。此外，HSPA2 缺失可能通过影响转录因子的活性来调节免疫调节信号。
这项研究为我们理解表皮角质形成细胞的生物学功能提供了新的视角，也为炎症性皮肤病的研究开辟了新的方向。HSPA2 有望成为炎症性皮肤病潜在的治疗靶点，未来或许可以通过调节 HSPA2 的活性来干预疾病的发展。例如，开发针对 HSPA2 的药物，或者利用纳米技术将 HSPA2 递送至皮肤细胞，以恢复其正常功能。这不仅有助于我们深入了解皮肤疾病的发病机制，还可能为临床治疗带来新的突破，为众多患者带来新的希望。
