ROMO1通过调控线粒体功能与细胞增殖促进放射性皮肤损伤修复

摘要

目的 放射性皮肤损伤(radiation-induced skin injury,RISI)是肿瘤放疗及核事故等常见并发症。通过线粒体蛋白组阐明辐射诱导角质细胞线粒体参与皮肤细胞受到电离辐射作用后早期应激的机制,并揭示活性氧调节分子1 (reactive oxygen species modulator 1,ROMO 1)在RISI中的潜在作用。方法 本研究采用HaCaT细胞,评估不同剂量与时间点下细胞状态、线粒体功能及氧化应激水平变化。通过线粒体蛋白质组学筛选20 Gy照射24 h后的差异表达蛋白,发现ROMO1是其中下调倍数最大的蛋白之一。在此基础上,构建了ROMO1过表达HaCaT细胞及皮肤条件性Romo1基因敲除(Romo1-sKO)小鼠。采用Western blot与免疫荧光分析ROMO1表达与定位;流式细胞术检测过表达ROMO1对ROS、mtROS及线粒体膜电位的影响;CCK-8、LDH与克隆形成实验评估细胞活力与增殖;动物实验分析Romo1-sKO对RISI进程与修复的影响。结果 与对照组相比,20 Gy照射24 h后,HaCaT细胞增殖受到明显抑制(P<0.05),线粒体功能显著紊乱(P<0.0001)。线粒体蛋白质组学分析共鉴定出43个差异表达蛋白(26个上调,17个下调),富集分析表明这些蛋白主要参与氧化磷酸化、线粒体组装及应激响应等生物学过程。其中,活性氧调节因子ROMO1的表达在照射后出现具有统计学意义的下调(P<0.01,FDR=0.03),提示其可能是辐射早期响应中的一个关键蛋白。功能实验表明,ROMO1过表达虽能提高mtROS水平并升高线粒体膜电位(P<0.000 1),却导致细胞活力下降并促进增殖性死亡(P<0.05)。动物实验进一步证实,Romo1-sKO小鼠呈现出创面愈合更快、皮肤损伤评分更低的改善趋势,并且组织再生能力增强。结论 线粒体蛋白ROMO1作为辐射早期角质形成细胞应激应答的关键调控因子,通过影响线粒体功能抑制细胞增殖,从而延缓RISI的修复进程。靶向抑制ROMO1有望成为促进RISI愈合及防治其慢性迁延的新策略。

关键词

ROMO1 / 放射性皮肤损伤 / 线粒体应激反应 / 角质形成细胞增殖