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背景:在所有影响皮肤的环境因素中,日光中的紫外线(ultraviolet,UV)无疑是重要的一项。人们几乎每天都在接触日光,因此也更容易忽视其对皮肤潜在的危害。长期反复紫外线暴露会造成皮肤慢性光损伤,也就是我们所说的皮肤光老化。课题组前期以青、中、老年人曝光部位及非曝光部位的皮肤为研究对象,从角质形成细胞中提取蛋白进行2-DE分离,采用MALDI-TOF质谱分析及数据库查询,寻找差异表达蛋白,发现同一年龄组中热休克蛋白质(Hsp)27及p21WAF1/CIP1(p21)均在曝光组中高表达,提示Hsp27和p21可能与皮肤光老化相关,但其确切功能有待进一步研究。目的:本研究在中波紫外线(ultraviolet B,UVB)诱导人皮肤角质形成细胞(HaCaT)光老化模型的基础上,研究Hsp27对光老化HaCaT细胞凋亡的作用,以及Hsp27能否调控p21影响细胞凋亡,进一步探明光老化机制,为预防、缓解光老化及光线性皮肤病提供新思路。方法:本研究以30mJ/cm2UVB辐照HaCaT细胞,建立光老化模型,通过干扰Hsp27基因的表达来评估其下游效应分子的表达以及细胞凋亡、增殖情况。采用CCK-8法检测细胞增殖活性,流式细胞术分析细胞周期、凋亡,衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色法鉴定各组阳性细胞百分比,qRT-PCR技术检测mRNA表达情况,Western-blot技术检测蛋白表达情况,细胞免疫荧光检测蛋白胞内定位。结果:1、30mJ/cm2UVB辐照导致HaCaT细胞增殖活性下降,伴有明显的G2期周期阻滞,同时SA-β-gal染色阳性率也明显高于对照组,老化相关通路标志蛋白p53、p16表达明显升高,虽p21表达下降,但UVB辐照可引起p21发生明显的核移位。2、在光老化HaCaT中,干扰Hsp27基因降低细胞增殖活性,增加细胞凋亡的发生率。3、Hsp27的亚细胞定位主要定位于细胞质中,而p21在UVB辐照后出现了明显的核移位,Hsp27和p21之间并未观察到共定位现象。4、干扰Hsp27基因后并不影响p21蛋白及mRNA的表达,但Hsp27基因的抑制导致p21蛋白即使在UVB照射后72 h仍持续存在于细胞核中,而在空载对照组(shNC),p21蛋白在UVB辐照后72 h出核至胞质。5、干扰Hsp27基因表达后,可抑制Akt磷酸化,阻止p21蛋白从胞核转位到胞质。6、干扰Hsp27基因表达可增加p53蛋白的表达,增加Bax:Bcl-2比率并促进caspase-3的活化。结论:30mJ/cm2的UVB辐照可成功构建光老化HaCaT细胞模型,其老化机制可能是通过调控p21核定位及p16通路诱导细胞衰老的进程。在光老化HaCaT细胞中,Hsp27的光保护作用可通过Akt-p21通路调节p21的亚细胞定位,进而调控细胞凋亡的发生;同时通过抑制p53/Bax/Bcl-2线粒体凋亡途径起到光保护作用。以上结果提示Hsp27可能成为光老化或光线性皮肤病新的治疗靶点。