单纯型大疱性表皮松解症（EBS）的遗传突变及其发病机制

单纯型大疱性表皮松解症（EBS）的遗传突变及其发病机制

李一鸣1张译丹2

1.中南大学湘雅医学院湖南长沙410000；2.中南大学湘雅二医院湖南长沙410013

摘要：单纯型大疱性表皮松解症（EBS）是大疱性表皮松解症的主要类型，其发病机制与表皮角质细胞内角蛋白丝合成缺陷有关。目前发现的与EBS相关的突变基因有EXPH5，KRT5，KRT14，TGM5，以及KLHL24等，其中最主要的是KRT5/KRT14基因的突变。本文主要对这两种基因的常见突变致病机制进行综述。

关键词：单纯型大疱性表皮松解症；KRT5/KRT14；基因突变；机制

大疱性表皮松解症（epidermolysisbullosa，EB）是一组以皮肤和黏膜对机械损伤易感并形成大疱为特征的遗传性皮肤病，致病基因杂合性明显，呈常染色体显性或隐性遗传。其发病机制与表皮角质细胞内角蛋白丝合成缺陷有关。角蛋白丝参与构成细胞骨架、桥粒、半桥粒，因此其合成缺陷可能会导致表皮与真皮之间连接的结构完整性缺失，进而引起皮肤破裂。此外，EB可以进展为多系统疾病，发病率与死亡率高。目前大疱性表皮松解症主要有4种类型：EBS，DEB，JEB和KindlerSyndrome[1-3]。其中，EBS通常呈常染色体显性遗传，是最常见的EB[4]。目前发现的与EBS相关的突变基因有EXPH5，KRT5，KRT14，TGM5，以及KLHL24等[5]。对EBS患病家系进行基因检测的研究大都发现75%的病例都是由于KRT5/KRT14的突变所致的。[6]

本文主要对EBS主要的KRT5/KRT14基因突变及相关致病机制进行综述如下。

1角蛋白基本结构

角蛋白中间丝由中央的α-螺旋杆域和非螺旋头端（氨基端）以及尾端（碳端）组成。α-螺旋杆域由四个螺旋结构1A、1B、2A和2B及其间的连接片段1、12、2组成。表皮的基底角质形成细胞特异性表达角蛋白-5（keratin-5，KRT5）和角蛋白-14（keratin-14，KRT14），KRT5与KRT14单体相互缠绕形成异源二聚体分子，这种二聚体复合物又以反向平行的方式组装成四聚体，多个四聚体组装成原丝，多个原丝组成角蛋白丝，最后形成了细胞内的角蛋白中间丝网络。这个网络与细胞膜上的半桥粒和桥粒相连，半桥粒和桥粒分别在角质形成细胞与基底膜、角质形成细胞之间的紧密连接中起着重要作用。因此，它们共同维持着表皮的稳固性、抗压性和抗损伤性。

2.KRT5/KRT14发生点突变所引起的角蛋白二级结构稳定性下降

SantasreeBanerjee等[9]利用计算机技术研究了36个定位在KRT5/KRT142B结构域的错义突变，通过Ligplot，CSU，ESBRI等程序分析了不同的分子间作用力在蛋白结构稳定性中的重要性，表明疏水性相互作用和氢键在角蛋白螺旋二聚体结构中起着重要作用。在KRT5/KRT142B结构域中的点突变，由于引起氢键和疏水基团间疏水作用缺失，导致了α-螺旋杆域结构的紊乱，从而引起了EBS的不同表型。MarekJankowski等报告了一个新的KRT14杂合突变（p.Leu418Gln）并通过分子动力学模拟（MD）方法，肯定了HTP模序在维持KRT5-KRT14异源二聚体的稳定性中发挥重要作用。[10-12]

3KRT14突变使TNFR1刺激半胱氨酸蛋白酶-8的分泌

体外研究显示角蛋白14突变的角质形成细胞对半胱氨酸蛋白酶-8介导的细胞凋亡的易感性较普通的角质形成细胞增加。MarwaS.El-Hawary等人[13]通过研究半胱氨酸蛋白酶-8在病灶和非病灶皮肤中的表达对比来研究凋亡/炎症通路在EBS发病机制中的作用，结果表明半胱氨酸蛋白酶-8介导的细胞凋亡-细胞溶解是角蛋白突变的组成部分之一。

Yoneda等人[14]于2004年报道，突变的KRT14在角质形成细胞胞质溶胶中形成的蛋白质聚集体会激活应激反应，随后刺激角质形成细胞释放促炎细胞因子肿瘤坏死因子α（TNF-α）。他们假定自分泌/旁分泌的TNF受体1（TNFR1）刺激和产生的半胱氨酸蛋白酶-8介导的细胞凋亡导致KRT14聚集体（突变的KRT14）最终走向细胞死亡。他们还提出，通过隔离肿瘤坏死因子受体1型相关死亡结构域（TRADD），正常的KRT14在皮肤中具有针对TNF-α介导的细胞毒性的细胞保护作用。

4IL-1β在EBS-DM中的发病机制

EBS-DM是EBS最严重的亚型，患者即使轻微创伤也会出现皮肤和粘膜损伤。Wally，V等人[15]研究了促炎细胞因子IL-1b在EBS-DM病理中的潜在参与。IL-1b由角质形成细胞（和其他细胞类型）分泌，并与基底角质形成细胞的特异性受体结合，激活这些细胞以响应伤害。激活的角质形成细胞表现出较高的迁移能力和过度增殖活性，并分泌细胞外基质成分和信号多肽到组织微环境（Freedberg等人，2001）。在这些过程中的缺陷也可能有助于EBS-DM表型。Wally，V等人通过比较两种永生化EBS-DM细胞中的KRT14，IL-1b和JNK信使RNA，证明了KRT14基因中EBS-DM潜在突变的存在与IL-1β介导的JNK应激途径直接相关。

目前KRT5、KRT14突变致病的分子机制还不够透彻，还需要更深入的研究来为EBS的诊断与治疗提供分子基础。

参考文献：

[1]Laimer，M.，C.ProdingerandJ.W.Bauer，Hereditaryepidermolysisbullosa.JDDG：JournalderDeutschenDermatologischenGesellschaft，2015.13（11）：p.1125-1133.

[2]Fine，J.，etal.，Inheritedepidermolysisbullosa：Updatedrecommendationsondiagnosisandclassification.JournaloftheAmericanAcademyofDermatology，2014.70（6）：p.1103-1126.

[3]Fine，J.，etal.，Theclassificationofinheritedepidermolysisbullosa（EB）：ReportoftheThirdInternationalConsensusMeetingonDiagnosisandClassificationofEB.JournaloftheAmericanAcademyofDermatology，2008.58（6）：p.931-950.

[4]Hamada，T.，etal.，TheP25LmutationintheKRT5geneinaJapanesefamilywithepidermolysisbullosasimplexwithmottledpigmentation.BrJDermatol，2004.150（3）：p.609-11.

[5]Horiguchi，Y.，etal.，Clinicalheterogeneityof1649delGmutationinthetaildomainofkeratin5：aJapanesefamilywithepidermolysisbullosasimplexwithmottledpigmentation.JInvestDermatol，2005.125（1）：p.83-5.

[6]Kim，E.，etal.，AReviewof52PedigreeswithEpidermolysisBullosaSimplexIdentifyingTenNovelMutationsinKRT5andKRT14inAustralia.ActaDermatoVenereologica，2017.97（9）：p.1114-1119.

[7]Banerjee，S.，etal.，Insilicoanalysisofallpointmutationsonthe2BdomainofK5/K14causingepidermolysisbullosasimplex：agenotype-phenotypecorrelation.MolBiosyst，2014.10（10）：p.2567-77.

[8]Natsuga，K.，etal.，Consequencesoftwodifferentamino-acidsubstitutionsatthesamecodoninKRT14indicatedefinitiverolesofstructuraldistortioninepidermolysisbullosasimplexpathogenesis.JInvestDermatol，2011.131（9）：p.1869-76.

[9]Jankowski，M.，etal.，NovelKRT14mutationcausingepidermolysisbullosasimplexwithvariablephenotype.

[10]Jankowski，M.，etal.，NovelKRT14mutationcausingepidermolysisbullosasimplexwithvariablephenotype.

[11]El-Hawary，M.S.，etal.，Apocytolysis，aproposedmechanismofblisterformationinepidermolysisbullosasimplex.ArchDermatolRes，2015.307（4）：p.371-7.

[12]Yoneda，K.，etal.，Anautocrine/paracrinelooplinkingkeratin14aggregatestotumornecrosisfactoralpha-mediatedcytotoxicityinakeratinocytemodelofepidermolysisbullosasimplex.JBiolChem，2004.279（8）：p.7296-303.

[13]Wally，V.，etal.，ThepathogeneticroleofIL-1betainsevereepidermolysisbullosasimplex.JInvestDermatol，2013.133（7）：p.1901-3.