表皮恒常性におけるプロフィラグリンN末端ドメインの規制の役割

プロフィラグリンは、脱リン酸化によるケラトヒアリン顆粒から放出された後、個々のフィラグリンモノマーに酵素的に処理されることがよく知られています。ケラチンフィラメントの凝集におけるフィラグリンモノマーの役割は、角質化細胞エンベロープの成分として、また自然保湿因子の供給源として十分に確立されています。PF-ABドメインと呼ばれる特定のN末端フラグメントも同様にタンパク質分解的に放出されますが、表皮発達における機能的役割についてはあまり知られていません。ここでは、PROFILAGGRIN N末端（PF-N）ドメインの機能的役割は、生きている皮膚の同等物の表皮におけるレンチウイルス発現ベクターからの3つの過剰な断片を過剰発現することにより対処されました。PF-Nドメインの発現は、ケラチノサイトの増殖と分化障害を減らすことにより、表皮発達を損ないました。よく知られている分化マーカー、プロフィラググリン、ロリクリン、およびケラチン10の発現は、PF-Nドメインの過剰発現スキンの同等物でかなりダウンレギュレートされました。カスパーゼ14の活性化も実質的に影響を受けました。対照的に、レンチウイルスのmiRベクターで得られたプロフィラグリン発現の総サイレンシングは、高増殖表皮をもたらしました。プロフィラググリンABドメインが表皮の恒常性を制御する重要なフィードバックメカニズムを提供するという仮説を提案します。

It is well known that profilaggrin, after its release from keratohyalin granules through dephosphorylation, becomes enzymatically processed into individual filaggrin monomers. The roles for filaggrin monomers in aggregating keratin filaments, as a component of the cornified cell envelope, and as a source of natural moisturizing factor are well established. A specific N-terminal fragment, called the PF-AB domain, becomes proteolytically released as well, but much less is known about its functional role in epidermal development. Here, the functional role of profilaggrin N-terminal (PF-N) domain was addressed by overexpressing three overlapping fragments from a lentiviral expression vector in the epidermis of living skin equivalents. The PF-N domain expression impaired the epidermal development through reducing keratinocyte proliferation and impairing differentiation. The expression of well-known differentiation markers profilaggrin, loricrin, and keratin 10 was considerably downregulated in PF-N domain overexpressing-skin equivalents. The activation of caspase 14 was also substantially affected. In contrast, total silencing of profilaggrin expression, obtained with a lentiviral miR vector, resulted in a hyperproliferative epidermis. We propose a hypothesis that profilaggrin AB domain provides a key feedback mechanism that controls epidermal homeostasis.