中华皮肤科杂志 ›› 2025, e20240511.doi: 10.35541/cjd.20240511

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CCNA2与CDK1过表达对中波紫外线辐射的HaCaT细胞生长周期和细胞凋亡蛋白表达的影响

汪振娟    刘辉煌    孙迎    朱玉婷    傅钰    杨英   

  1. 遵义医科大学第二附属医院皮肤科,遵义  563000 
  • 收稿日期:2024-09-26 修回日期:2025-06-16 发布日期:2025-09-09
  • 通讯作者: 杨英 E-mail:3894446271@qq.com
  • 基金资助:
    遵义市科技与大数据局科学技术基金项目[遵市科合HZ字(2022)406号];遵义医科大学第二附属医院硕士启动资金项目(SQ-2021-01)

Effects of CCNA2 and CDK1 overexpression on the cell cycle- and apoptosis-related protein expression in HaCaT cells exposed to ultraviolet B radiation

Wang Zhenjuan, Liu Huihuang, Sun Ying, Zhu Yuting, Fu Yu, Yang Ying   

  1. Department of Dermatology, the Second Affiliated Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi 563000, Guizhou, China
  • Received:2024-09-26 Revised:2025-06-16 Published:2025-09-09
  • Contact: Yang Ying E-mail:3894446271@qq.com
  • Supported by:
    Zunyi Science and Technology and Big Data Bureau Science and Technology Fund Project (ZunShi, Kehe HZ Zi(2022) No. 406); Master's Start-up Fund Project of the Second Affiliated Hospital of Zunyi Medical University (SQ-2021-01)

摘要: 目的:探索日光性皮炎中的关键基因CCNA2、CDK1,及其促进日光性皮炎修复的机制。方法:检索GEO数据库收录的日光性皮炎患者转录组测序数据集GSE86406,利用Network Analyst进行差异表达、KEGG富集分析,Web Gestalt进行GSEA、GO富集分析,筛选出日光性皮炎关键信号通路及生物学进程有细胞周期、细胞增殖、DNA复制等;STRING数据库构建蛋白蛋白互作网络、Cytoscape Cytohubba中5种提取网络关键基因算法取交集筛选出关键基因CCNA2、CKD1,并进一步在体外实验中验证。体外实验将HacaT人角质细胞置于中波紫外线UVB下照射建模,分为正常组、UVB照射组(30 mJ/cm2),24 h后裂解细胞提取蛋白,Western Blot检测关键基因CCNA2、CDK1表达差异及增殖蛋白Ki67、PCNA,凋亡蛋白Bax、Bcl-2、Caspase3、Cleaved-caspase3表达变化。分别过表达及共表达关键基因CCNA2、CDK1后UVB照射建模,流式、Western Blot、COIP检测细胞周期变化、增殖蛋白Ki67、PCNA及凋亡蛋白Bax、Bcl-2、Caspase、Cleaved-caspase3表达变化。结果:人日光性皮炎GEO数据集生信分析结果提示紫外线照射可引起人皮肤中CCNA2、CDK1表达明显下调,CCNA2、CDK1为日光性皮炎发病过程中较为关键的基因,其参与调节角质细胞周期、增殖、DNA损伤等机制。HacaT角质细胞分别过表达及共表达CCNA2、CDK1后UVB照射建模相较于单独UVB照射组角质细胞细胞周期G1向G2期进展、增殖相关蛋白表达上调,凋亡相关蛋白表达下调。CCNA2可与CDK1可以直接互作共同促进修复进程。结论:通过生物信息学分析发现,日光性皮炎患者角质细胞中CCNA2和CDK1的显著下调提示了它们在日光性皮炎病理过程中的关键角色。进一步的研究揭示了CCNA2与CDK1之间的互作关系,这种协同作用促进了角质细胞的周期调节和增殖,并抑制了细胞的凋亡机制。因此,通过增加CCNA2和CDK1的表达,可能有助于恢复受损角质层的正常功能,从而改善日光性皮炎的临床症状。这些发现为未来针对性治疗策略的开发提供了重要的理论支持,可能为治疗该疾病的新途径和靶点研究打开新的方向。

关键词: 皮炎, 日光性皮炎, 细胞周期蛋白A2, 细胞周期依赖性激酶1, 细胞周期, 细胞增殖, 细胞凋亡

Abstract: 【摘要】 目的 探索细胞周期蛋白A2(CCNA2)和细胞周期依赖性激酶1(CDK1)对中波紫外线(UVB)辐射的HaCaT细胞生长周期和细胞凋亡蛋白表达的影响。方法 检索基因表达数据库(GEO)收录的日光性皮炎(SD)患者转录组测序数据集GSE86406,经基因差异表达分析、京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析、蛋白-蛋白相互作用网络分析,筛选出SD致病机制中关键基因CCNA2、CDK1,并进一步在体外实验中探索其对人角质形成细胞功能的影响。将人角质形成细胞HaCaT分为NC组(仅正常培养)和UVB照射组(累计辐射剂量30 mJ/cm2),Western印迹法检测CCNA2、CDK1表达。分别过表达及联合过表达CCNA2、CDK1后行UVB照射建模(CCNA2 + UVB组、CDK1 + UVB组、CCNA2 + CDK1 + UVB组),以NC组和UVB组作为对照,流式细胞仪检测细胞周期变化,Western印迹法检测细胞增殖相关蛋白抗原Ki-67、增殖细胞核抗原(PCNA)、凋亡相关蛋白B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、胱天蛋白酶3(caspase3)、裂解的胱天蛋白酶3(cleaved-caspase3)表达,免疫共沉淀检测CCNA2与CDK1的相互作用。结果 人SD样本GEO测序数据分析显示,SD组CCNA2与CDK1表达显著低于健康对照组(log2FC = -1.16、-1.13,t = -6.71、-5.47,均P<0.001)。Western印迹法检测显示,UVB组细胞周期蛋白CCNA2、CDK1表达显著低于NC组(t = 5.93、6.39,P = 0.004、0.003)。与HaCaT细胞UVB组(G1:65.66% ± 0.30%,S:27.56% ± 0.43%,G2:6.77% ± 0.28%)相比,CCNA2 + UVB组(G1:69.31% ± 0.61%,S:21.53% ± 0.44%,G2:9.16% ± 0.58%)和CCNA2 + CDK1 + UVB组(G1:69.15% ± 0.30%,S:20.02% ± 0.11%,G2:10.83% ± 0.34%)G1期、G2期细胞百分比升高,S期降低,均P<0.001;而CDK1 + UVB组(G1:56.16% ± 0.27%,S:36.36% ± 0.28%,G2:7.48% ± 0.34%)G1期细胞百分比下降(P<0.001),S期升高(P<0.001),G2期差异无统计学意义(P = 0.102)。Western印迹实验显示,与UVB组(蛋白相对定量,Ki-67:0.92 ± 0.18,PCNA:0.54 ± 0.10,Bax:1.98 ± 0.29,Bcl-2:0.46 ± 0.10,cleaved-caspase3:2.05 ± 0.20)相比,CCNA2 + UVB组、CDK1 + UVB组Ki-67表达上调(1.75 ± 0.18、1.70 ± 0.13,均P<0.05),PCNA表达差异无统计学意义(0.99 ± 0.13、1.00 ± 0.01,均P > 0.05) ,Bax表达下调(1.18 ± 0.67、0.79 ± 0.19,均P<0.05),Bcl-2表达上调(0.88 ± 0.06、0.86 ± 0.07,均P<0.05),CCNA2 + UVB组cleaved-caspase-3表达差异无统计学意义(1.55 ± 0.04,P > 0.05),CDK1 + UVB组cleaved-caspase-3表达下调(0.93 ± 0.07,P<0.001);CCNA2 + CDK1 + UVB组Ki-67、PCNA表达进一步上调(2.15 ± 0.14、1.33 ± 0.12,均P<0.01),Bax、cleaved-caspase-3表达进一步下调(0.73 ± 0.05、0.71 ± 0.08,均P<0.01),Bcl-2表达进一步上调(0.91 ± 0.02,P<0.01)。免疫共沉淀实验显示,CCNA2与CDK1有相互作用。结论 CCNA2可与CDK1相互作用,协同促进角质形成细胞的周期调节、增殖,并抑制其凋亡发生。

Key words: Dermatitis, Solar dermatitis, CCNA2, CDK1, Cell cycle, Cell proliferation, Apoptosis

引用本文

汪振娟 刘辉煌 孙迎 朱玉婷 傅钰 杨英. CCNA2与CDK1过表达对中波紫外线辐射的HaCaT细胞生长周期和细胞凋亡蛋白表达的影响[J]. 中华皮肤科杂志, 2025,e20240511. doi:10.35541/cjd.20240511

Wang Zhenjuan, Liu Huihuang, Sun Ying, Zhu Yuting, Fu Yu, Yang Ying. Effects of CCNA2 and CDK1 overexpression on the cell cycle- and apoptosis-related protein expression in HaCaT cells exposed to ultraviolet B radiation[J]. Chinese Journal of Dermatology,2025,e20240511. doi:10.35541/cjd.20240511