文献导读

Abstract Fig. 表皮的机械力抵抗机制模型

为探究SLURP1 蛋白的生理作用，研究人员构建 Slurp1 敲除小鼠模型，其爪部皮肤病理表型与人类患病表型高度吻合。同时小鼠体内 SLURP1 同样呈区域特异性表达，特异性分布于爪部表皮颗粒层。进一步研究发现，Slurp1 KO小鼠皮肤表型的严重程度与爪部所承受的机械力呈正相关。

为明确机械应力在疾病发生中的作用，研究者开展单侧后肢悬吊受力干预实验：一侧后爪悬空卸载机械负荷，另一侧正常承重作为对照。结果发现，无外力负荷的后爪表皮结构正常，承重对照爪呈现典型角化异常表型；恢复肢体受力后，原本正常的悬空后爪再度出现表皮增厚病变。这一结果明确表明，机械压力驱动了Slurp1 KO小鼠表皮异常分化增厚的发生。

Fig1. 机械压力是Slurp1缺失导致表皮增生的必需条件

上述结果表明，SLURP1在表皮中具有抵抗机械力的功能。已知 SLURP1 属于分泌型蛋白，研究人员最初推测其通过分泌至胞外，调控细胞膜机械敏感离子通道，进而参与皮肤机械应答与稳态维持。表皮细胞特异性高表达 Trpv4、Piezo1 两类机械敏感通道，二者因此成为核心候选分子。但后续实验证实，敲除 Trpv4、表皮特异性敲除 Piezo1，以及应用小分子抑制剂干预，均未能缓解 SLURP1 缺失引发的表皮病理表型。随着这一“常规”思路的受阻，研究者开始意识到SLURP1的作用机制可能并不依赖于传统的机械敏感性离子通道。

研究的转折点在于对 SLURP1 亚细胞定位的重新解析。研究意外发现，SLURP1 除分泌至胞外外，亦可稳定定位于内质网膜上。为探究胞内定位的功能意义，研究者构建了Slurp1^C65A/C65A小鼠模型，该突变可阻断蛋白胞外分泌，但其爪部皮肤表型与野生型无显著差异。结果证实，SLURP1通过其细胞内定位和作用方式，行使抵御机械压力、维持组织稳态的重要功能。该发现颠覆既往认知——作为已知具有分泌能力的蛋白，SLURP1 维持皮肤生理稳态的核心功能并不依赖胞外分泌，而是以内质网膜蛋白形式介导。

Fig2. SLURP1 通过内质网膜蛋白功能维持表皮稳态

转录组及单细胞转录组测序结果表明，Slurp1 敲除小鼠爪部表皮显著富集内质网应激、氧化应激相关信号通路。其中内质网应激关键感知蛋白 PERK 磷酸化水平显著上调，而经典 IRE1‑XBP1 内质网应激通路未发生明显活化。进一步通过后肢悬空实验去除机械力后，pPERK水平恢复正常，说明在SLURP1缺失的情况下，机械力主要诱导了表皮中pPERK的异常激活。

为探究机械应力对表皮细胞的直接作用，研究者建立了具备精准控压能力的体外加压实验系统，可通过调控气压对体外培养的表皮细胞周期性施加稳定的压力，以模拟皮肤承受的机械负荷。结果显示，体外加压可显著上调pPERK水平，而SLURP1的表达能够使其恢复至正常。

Fig3. SLURP1 拮抗机械压力诱导的 pPERK‑NRF2 异常激活

既往研究表明，PERK 磷酸化可介导转录因子 NRF2 入核，而 NRF2 持续异常活化会引起表皮分化与增殖进程，导致表皮过度增厚。本研究证实，Slurp1 敲除小鼠爪部表皮存在机械应力依赖性 NRF2 异常激活及下游靶基因上调，同时联合敲除 NRF2 可显著逆转敲除小鼠的皮肤病理表型。综上，SLURP1通过抑制机械力诱导的pPERK‑NRF2信号通路异常激活，以维持表皮稳态。

为进一步阐明 SLURP1 抑制 PERK 异常磷酸化的分子机制，研究利用重组 SLURP1‑FLAG 融合蛋白作为诱饵，结合小鼠爪部组织开展 Co‑IP 联合质谱分析，鉴定出SERCA2b为其互作蛋白。SERCA2b 为内质网膜Ca²⁺转运泵，可将胞质Ca²⁺转运至ER，维持细胞钙稳态平衡。既往研究证实胞质Ca²⁺过载会诱发 PERK 异常磷酸化，据此推测 SLURP1 可通过调控 SERCA2b 活性稳定胞内钙稳态，进而抑制 pPERK的上调。

Fig4. SLURP1 结合 SERCA2b 维持钙稳态

实时钙成像结果显示：在无胞外钙环境中，机械应力刺激仍可显著升高表皮细胞胞质Ca²⁺水平；而SLURP1 蛋白或使SERCA2b 激动剂 CDN1163 干预后，均可显著抑制这一现象，并使 PERK 磷酸化水平恢复正常。结果表明，机械力抑制了 SERCA2b 的Ca²⁺转运功能，而 SLURP1 可维持 SERCA2b 正常活性。体内实验进一步证实，CDN1163处理显著减轻Slurp1 KO小鼠表皮异常增厚。

以上结果共同支持 以下机制：长期机械应力会抑制掌跖表皮 SERCA2b 钙泵功能，导致胞质内 Ca²⁺蓄积，进而激活 pPERK‑NRF2 信号轴，诱发表皮病理性过度增生增厚。而特异性表达于掌跖颗粒层的内质网膜蛋白 SLURP1，可在受压环境下维持 SERCA2b 正常功能，稳定胞内Ca²⁺稳态，从而维持表皮结构与功能稳态。