皮膚是保護(hù)機(jī)體對抗外界環(huán)境刺激的第一道防線，當(dāng)皮膚受損時，位于表皮基底層的皮膚干細(xì)胞（SSCs）會發(fā)生遷移和分化以補(bǔ)充受損的組織以維持皮膚穩(wěn)態(tài)。表皮分化的異常會導(dǎo)致一系列皮膚疾病如皮膚癌的發(fā)生。

自噬（Autophagy）是廣泛存在于真核細(xì)胞內(nèi)的重要降解途徑，通過雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬體“囊泡”將受損的細(xì)胞器和其他大分子物質(zhì)等運(yùn)送至溶酶體降解用以維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和正常生理功能，根據(jù)其發(fā)生的細(xì)胞器不同可分為線粒體自噬、溶酶體自噬、細(xì)胞核自噬等等。之前有研究發(fā)現(xiàn)表皮分化的過程中有核自噬的參與，但具體的分子調(diào)控機(jī)制尚無報(bào)道。

2024年5月28日，來自美國芝加哥大學(xué)的吳小陽課題組在Developmental Cells上在線發(fā)表了題為VAMP2 controls murine epidermal differentiation and carcinogenesis by regulation of nucleophagy的研究論文，該研究利用條件基因敲除小鼠模型，結(jié)合定量蛋白組分析和體內(nèi)外功能實(shí)驗(yàn)，揭示了一種SNARE蛋白——突觸小泡相關(guān)膜蛋白2（vesicle associated membrane protein 2, VAMP2）可以與自噬起始復(fù)合體的重要成員FIP200（FAK family kinase-interacting protein of 200 kDa）結(jié)合，并且在小鼠表皮分化和皮膚癌的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。

研究人員首先通過對包含近10,000個小鼠全長基因的慢病毒shRNA文庫篩選和高通量測序分析，篩選到大量推定的表皮角化細(xì)胞分化相關(guān)基因，其中一種囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白VAMP2引起了研究人員的注意。為了確認(rèn)VAMP2在小鼠表皮分化過程中的作用，研究人員構(gòu)建了表皮細(xì)胞中VAMP2條件敲除小鼠，并通過病理切片和免疫熒光發(fā)現(xiàn)了VAMP2缺陷小鼠皮膚呈現(xiàn)明顯的角化不全（parakeratosis）現(xiàn)象，即皮膚角化層的細(xì)胞中仍有滯留未消失的細(xì)胞核，這也是很多涉及表皮分化異常類皮膚疾病包括銀屑病和皮膚癌的重要臨床表征。為了進(jìn)一步確定VAMP2是否通過核自噬參與調(diào)控表皮分化的過程，研究人員分別通過活細(xì)胞成像和雙光子顯微鏡對鈣誘導(dǎo)分化的表皮角化細(xì)胞和裸鼠皮膚移植類器官的觀察發(fā)現(xiàn)，VAMP2缺失在體內(nèi)體外水平均導(dǎo)致明顯的細(xì)胞核滯留現(xiàn)象。

隨后，研究人員通過差速離心結(jié)合免疫沉淀的方式對VAMP2相關(guān)囊泡進(jìn)行分離并對其內(nèi)容物進(jìn)行質(zhì)譜分析后發(fā)現(xiàn)自噬起始復(fù)合體的重要成員FIP200是其關(guān)鍵結(jié)合蛋白；另外，VAMP2在分化的表皮角化細(xì)胞以及表皮分化過程中與LC3，WIPI1等自噬相關(guān)因子呈現(xiàn)明顯共定位的現(xiàn)象也表明了其通過協(xié)調(diào)自噬分子機(jī)器調(diào)控核自噬和表皮分化。

表皮分化異常和角化不全通常與皮膚腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。研究人員發(fā)現(xiàn)VAMP2以及FIP200的缺失均會顯著促進(jìn)皮膚腫瘤的發(fā)生發(fā)展，相關(guān)腫瘤樣本的免疫組化和免疫熒光結(jié)果顯示細(xì)胞增殖水平明顯升高且表皮分化出現(xiàn)顯著異常。

綜上所述，這項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)VAMP2能通過與自噬相關(guān)因子的相互作用，通過核自噬方式調(diào)節(jié)表皮分化和維持皮膚穩(wěn)態(tài)，對理解多種表皮分化異常相關(guān)的病理狀態(tài)具有廣泛的意義，或?yàn)楸砥し只Ш庖鸬钠つw腫瘤或銀屑病的治療提供了潛在方案。