Изменение экспрессии гена STAT3 при лечении псориаза

Введение. Псориаз является типичным комплексным мультигенным и мультифакторным заболеванием с гетерогенной генетической наследуемостью, для проявления которого необходимо взаимодействие генов как друг с другом, так и с факторами окружающей среды. STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3) совсем недавно стал рассматриваться как один из ключевых игроков в развитии и патогенезе псориаза и псориатических воспалительных состояний.
Цель исследования. Изучение экспрессии гена STAT3 в пораженной части кожи больных псориазом по отношению к визуально непораженной части. Изучение изменения уровня экспрессии гена STAT3 в пораженной псориазом коже по сравнению с непораженной у больных до и после лечения лазерным излучением низкой интенсивности с длиной волны 1,27 мкм.
Материалы и методы. В исследовании участвовали 12 больных псориазом. Биопсии из непораженных участков кожи брали на расстоянии около 3 см от пораженной кожи. Анализ проводили методом ПЦР в реальном времени.
Результаты и обсуждение. Проведено количественное измерение экспрессии гена STAT3 с помощью ПЦР-РВ в пораженной части кожи больных псориазом по отношению к визуально непораженной части кожи у тех же пациентов до и после лечения лазерным излучением низкой интенсивности с длиной волны 1,27 мкм (коротковолновая часть инфракрасного диапазона). В результате исследования было экспериментально показано увеличение экспрессии гена STAT3 в пораженной части кожи больных псориазом в среднем в 3,96 ± 2 раза. Уменьшение экспрессии гена наблюдалось в пораженной псориазом коже по сравнению с образцами непораженных участков. После лечения пациентов лазерным излучением низкой интенсивности наблюдалось достоверное снижение экспрессии сверхэкспрессированного гена STAT3 до 1,75 ± 0,5 раза.
Выводы. Транскрипционная активность гена STAT3 может являться индикатором эффективности лечения псориаза на молекулярном уровне, а также стать новой терапевтической мишенью.

1. Christophers E. Psoriasis - epidemiology and clinical spectrum. Clin Exp Dermatol. 2001;26(4):314-320. doi: 10.1046/j.1365-2230.2001.00832.x.

2. Boehncke W.H., Schon M.P. Psoriasis. Lancet. 2015;386(9997):983-994. doi: 10.1016/S0140-6736(14)61909-7.

3. Di Cesare A., Di Meglio P., Nestle F.O. The IL-23/Th17 axis in the immunopathogenesis of psoriasis. J Invest Dermatol. 2009;129(6):1339-1350. doi: 10.1038/jid.2009.59.

4. Samuelsson L., Enlund F., Torinsson A., Yhr M., Inerot A., Enerback C. et al. A genome-wide search for genes predisposing to familial psoriasis by using a stratification approach. Hum Genet. 1999;105(6):523-529. doi: 10.1007/s004399900182.

5. Merve H.M., Sevilay K., Sibel O., Basac B., Ceren C.G., Demirci T., Cuneyt A. Psoriasis and Genetics. In: Chiriac A. (ed.) An Interdisciplinary Approach to Psoriasis. 2017. doi: 10.5772/intechopen.68344.

6. Barker J.N. Genetic aspects of psoriasis. Clin Exp Dermatol. 2001;26(4):321-325. doi: 10.1046/j.1365-2230.2001.00830.x.

7. Соболев В.В., Золотаренко А.Д., Соболева А.Г., Саутин М.Е., Ильина С.А., Саркисова М.К. и др. Экспрессия гена FOSL1 при псориазе и атеросклерозе. Генетика. 2010;46(1):104-110. Режим доступа: http://www.vigg.ru/genetika.

8. Sobolev V.V., Zolotorenko A.D., Soboleva A.G., Elkin A.M., Il'ina S.A., Serov D.N. et al. Effects of Expression of Transcriptional Factor AP-1 FOSL1 Gene on Psoriatic Process. Bull Exp Biol Med. 2011;150(5):632-634. doi: 10.1007/s10517-011-1208-0.

9. Sobolev V.V., Nikol'skaya T.A., Zolotarenko A.D., Piruzyan E.S., Bruskin S.A. Expression of bioinformatically identified genes in skin of psoriasis patients. Russ J Genet. 2013;49(10):1057-1064. doi: 10.1134/S1022795413100116.

10. Calautti E., Avalle L., Poli V. Psoriasis: A STAT3-Centric View. Int J Mol Sci. 2018;19(1):171. doi: 10.3390/ijms19010171.

11. Sestito R., Madonna S., Scarponi C., Cianfarani F., Failla C.M., Cavani A. et al. STAT3-dependent effects of IL-22 in human keratinocytes are counterregulated by sirtuin 1 through a direct inhibition of STAT3 acetylation. FASEB J. 2011;25(3):916-927. doi: 10.1096/fj.10-172288.

12. Yang X.O., Panopoulos A.D., Nurieva R., Chang S.H., Wang D., Watowich S.S., Dong C. STAT3 Regulates Cytokine-mediated Generation of Inflammatory Helper T Cells. J Biol Chem. 2007;282(13):9358-9363. doi: 10.1074/jbc.C600321200 .

13. Harris T.J., Grosso J.F., Yen H.-R., Xin H., Kortylewski M., Albesiano E. et al. Cutting Edge: An In Vivo Requirement for STAT3 Signaling in TH17 Development and TH17-Dependent Autoimmunity. J Immunol. 2007;179(7):4313-4H317. doi: 10.4049/jimmunol.179.7.4313.

14. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of Relative Gene Expression Data Using Real-Time Quantitative PCR and the 2(-AAC(T)) Method. Methods. 2001;25(4):402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262.

15. Yao Y., Richman L., Morehouse C., de los Reyes M., Higgs B.W., Boutrin A. et al. Type I Interferon: Potential Therapeutic Target for Psoriasis? PLoS One. 2008;3(7):e2737. doi: 10.1371/journal.pone.0002737.

16. Chowdhari S., Saini N. hsa-miR-4516 Mediated Downregulation of STAT3/ CDK6/UBE2N Plays a Role in PUVA Induced Apoptosis in Keratinocytes. J Cell Physiol. 2014;229(11):1630-1638. doi: 10.1002/jcp.24608.

17. Grabarek B., Wcislo-Dziadecka D., Gola J., Kruszniewska-Rajs C., Brzezinska-Wcislo L., Zmarzly N., Mazurek U. Changes in the Expression Profile of JAK/ STAT Signaling Pathway Genes and Mirnas Regulating their Expression Under the Adalimumab Therapy. Curr Pharm Biotechnol. 2018;19(7):556-565. doi: 10.2174/1389201019666180730094046.

18. Grabarek B., Krzaczynski J., Strzalka-Mrozik B., Wcislo-Dziadecka D., Gola J. The influence of ustekinumab on expression of STAT1, STAT3, STAT4, SOCS2, and IL17 in patients with psoriasis and in a control. Dermatol Ther. 2019;32(5):e13029. doi: 10.1111/dth.13029.

19. Bovenschen H.J., van de Kerkhof P.C., van Erp P.E., Woestenenk R., Joosten I., Koenen H.J. Foxp3+ Regulatory T Cells of Psoriasis Patients Easily Differentiate into IL-17A-Producing Cells and Are Found in Lesional Skin. J Invest Dermatol. 2011;131(9):1853-1860. doi: 10.1038/jid.2011.139.

20. Shu Y., Hu Q., Long H., Chang C., Lu Q., Xiao R. Epigenetic Variability of CD4+CD25+ Tregs Contributes to the Pathogenesis of Autoimmune Diseases. Clin Rev Allergy Immunol. 2017;52(2):260-272. doi:10.1007/s12016-016-8590-10.1007/s12016-016-8590-3.