中国发表 | SERPINB7通过O-GalNAc糖基化调控皮肤屏障，为炎症性皮肤病提供新靶点

近日，上海市皮肤病医院/同济大学附属皮肤病医院史玉玲教授、王新博士团队在国际知名期刊Cell Death Discovery在线发表一项基础研究论文，系统阐明了丝氨酸蛋白酶抑制剂SERPINB7通过调控蛋白质O-GalNAc糖基化维持皮肤屏障功能的分子机制，为银屑病、特应性皮炎等皮肤屏障相关疾病的治疗提供了全新的理论依据和潜在靶点。

皮肤作为人体最大的器官，其屏障功能是抵御外界环境刺激、防止水分流失及调控免疫应答的关键防线。角质形成细胞作为表皮主要细胞，通过分化、黏附、紧密连接形成等生理过程维系皮肤屏障完整性，而该过程异常与特应性皮炎、银屑病等多种炎症性皮肤病的发生发展密切相关。此前研究已证实SERPINB7缺陷与皮肤屏障破坏相关，但其中的分子机制（尤其是角质形成细胞依赖性调控通路）尚未完全明确。

核心发现一：SERPINB7缺陷直接破坏角质形成细胞功能与皮肤屏障

研究团队通过单细胞转录组分析、数据库挖掘及免疫组化染色证实，SERPINB7的mRNA和蛋白主要在角质形成细胞中高表达。在HaCaT细胞和原代人表皮角质形成细胞（NHEK）中敲低SERPINB7后，角质形成细胞间紧密连接显著减少，紧密连接蛋白Occludin表达下调，同时细胞间及细胞与基质间黏附能力均受损。

为验证体内功能，团队构建了角质形成细胞特异性Serpinb7敲除小鼠模型，发现小鼠背部皮肤出现裂隙，并伴随经表皮失水量（TEWL）显著升高，直接证实SERPINB7缺陷以角质形成细胞依赖的方式破坏皮肤屏障完整性。

核心发现二：O-GalNAc糖基化是SERPINB7调控皮肤屏障的关键下游靶点

通过串联质量标签（TMT）蛋白质组学分析，研究团队发现SERPINB7敲低后，下调的蛋白主要富集于高尔基体结构功能、蛋白质O-GalNAc糖基化、紧密连接及细胞黏附相关通路。进一步验证显示，SERPINB7缺陷可导致GALNT4、GALNT5、COSMC等O-GalNAc糖基化关键酶表达降低，同时高尔基体出现腔萎缩、结构紊乱及极性丧失等异常，最终导致蛋白质O-GalNAc糖基化水平显著下调。

为明确O-GalNAc糖基化的直接作用，团队合成了O-GalNAc抑制剂Ac5GalNTGc，在体外细胞和体内小鼠模型中证实：O-GalNAc抑制可模拟SERPINB7缺陷的表型，导致角质形成细胞紧密连接破坏、黏附能力下降，小鼠皮肤屏障受损并伴随炎症表现，且该炎症可通过莫匹罗星干预缓解（提示与皮肤屏障破坏后的细菌感染相关）。

核心发现三：Legumain介导SERPINB7对O-GalNAc糖基化与皮肤屏障的调控

鉴于SERPINB7作为半胱氨酸蛋白酶抑制剂的特性，且此前已证实Legumain是其关键靶点，研究团队进一步探索了Legumain的介导作用。结果显示，敲低Legumain可逆转SERPINB7缺陷引起的高尔基体结构异常、O-GalNAc糖基化关键蛋白下调及糖基化水平降低，同时恢复角质形成细胞的紧密连接功能和黏附能力。在Serpinb7敲除小鼠中局部应用Legumain抑制剂7r，可有效改善皮肤屏障损伤，证实Legumain是SERPINB7调控O-GalNAc糖基化与皮肤屏障功能的核心介质。

核心发现四：O-GalNAc缺陷加剧炎症性皮肤病，钙与黏附相关蛋白是关键靶标

研究团队在咪喹莫特（IMQ）诱导的银屑病模型和MC903诱导的特应性皮炎模型中，局部应用Ac5GalNTGc抑制O-GalNAc糖基化，发现小鼠皮肤红斑、鳞屑、增厚等皮损症状显著加重，皮损组织中TNF-α、IL-1β、CXCL1等炎症因子表达上调，证实O-GalNAc糖基化缺陷可加剧炎症性皮肤病的严重程度。

通过O-GalNAc糖肽组学分析，团队鉴定出292个差异完整糖肽（对应165个蛋白、214个修饰位点），其中31个为钙相关蛋白（参与钙结合、转运等过程），27个为细胞黏附与连接相关蛋白。进一步功能验证显示，O-GalNAc抑制可显著抑制角质形成细胞的Ca²⁺内流，而敲低Legumain可逆转SERPINB7缺陷引起的Ca²⁺内流异常。上述结果表明，O-GalNAc糖基化缺陷通过影响钙相关和黏附相关蛋白功能，破坏钙稳态与细胞黏附，最终导致皮肤屏障功能障碍。