DOI : 10.1016/j.jid.2016.04.035 원문
Abstract
Transcriptome studies of psoriasis have identified robust changes in mRNA expression through large-scale analysis of patient cohorts. These studies, however, have analyzed all mRNA changes in aggregate, without distinguishing between disease-specific and non-specific differentially expressed genes (DEGs). In this study, RNA-seq meta-analysis was used to identify (1) psoriasis-specific DEGs altered in few diseases besides psoriasis and (2) non-specific DEGs similarly altered in many other skin conditions. We show that few cutaneous DEGs are psoriasis-specific and that the two DEG classes differ in their cell type and cytokine associations. Psoriasis-specific DEGs are expressed by keratinocytes and induced by IL-17A, whereas non-specific DEGs are expressed by inflammatory cells and induced by IFN-gamma and TNF. PBMC-derived DEGs were more psoriasis-specific than cutaneous DEGs. Nonetheless, PBMC DEGs associated with MHC class I and NK cells were commonly downregulated in psoriasis and other autoimmune diseases (e.g., multiple sclerosis, sarcoidosis and juvenile rheumatoid arthritis). These findings demonstrate “cross-disease” transcriptomics as an approach to gain insights into the cutaneous and non-cutaneous psoriasis transcriptomes. This highlighted unique contributions of IL-17A to the cytokine network and uncovered a blood-based gene signature that links psoriasis to other diseases of autoimmunity.
Summary
기존의 건선 유전자 연구는 질환 특이적(Disease-specific)인 유전자와 비특이적(Non-specific)인 유전자를 구분하지 않고 분석하는 한계가 있었습니다. 연구진은 44명의 건선 환자 데이터를 RNA-seq 메타 분석 기법으로 통합한 후, 이를 98개의 다른 피부 질환 및 자가면역질환 데이터와 비교하여 '건선 특이성 지수(PSI)'를 개발했습니다 .
주요 연구 결과
일반 염증과 건선의 분리: 건선 피부에서 발현이 증가한 유전자 중 상당수는 편평세포암, 아토피, 상처 등 다른 피부 질환에서도 동일하게 증가하는 '비특이적(일반적인)' 염증 반응이었습니다 . 이러한 일반적인 염증 유전자는 주로 대식세포나 T세포 같은 면역세포에서 발현되며, IFN-$\gamma$(인터페론 감마)와 TNF에 의해 유도됩니다.
건선 피부의 핵심, 'IL-17A'와 '각질형성세포': 반면, 오직 건선에서만 특이적으로 나타나는 고유한 유전자들은 주로 피부의 겉면을 이루는 각질형성세포(Keratinocyte)에서 발현되었습니다 . 가장 중요한 것은 이 건선 고유의 유전자들이 다른 사이토카인이 아닌 'IL-17A'라는 물질에 의해서만 강력하게 유도된다는 사실을 밝혀낸 것입니다 .
혈액에서 발견한 자가면역의 공통 분모 (PBMC 분석):
피부가 아닌 혈액 속 면역세포(PBMC)를 분석한 결과, 건선 환자의 혈액 유전자 패턴은 다발성 경화증, 사르코이드증, 소아 류마티스 관절염 등 다른 중증 자가면역질환과 매우 흡사했습니다 . 특히 공통적으로 주조직적합성복합체(MHC class I) 및 자연살해세포(NK cell)와 관련된 유전자의 기능이 뚜렷하게 저하되어 있음을 발견했습니다 .
결론
이 연구는 IL-17A가 건선 피부 병변을 일으키는 가장 독보적이고 고유한 원인 물질임을 유전학적으로 증명했으며, 건선이 단순한 피부병이 아니라 자연살해세포(NK cell)의 기능 저하를 동반하는 전신 자가면역질환임을 명확히 보여줍니다
이 연구에서 개발된 '건선 특이성 지수(PSI)'는 재생 치료의 효과를 평가하는 훌륭한 도구가 될 수 있습니다 . 향후 새로운 줄기세포 기반 치료제를 개발했을 때, 이 치료제가 단순히 피부의 붓기를 가라앉히는 것(비특이적 반응)인지, 아니면 건선의 근본 원인인 고유 유전자 발현을 정상화(특이적 반응)하는 것인지를 PSI 지수를 통해 과학적이고 객관적으로 검증할 수 있을 것입니다.
건선 치료가 표면적인 염증 억제를 넘어 'IL-17A 제어'와 'NK 세포 기능 회복'이라는 두 가지 근본적인 목표를 향해야 함을 보여줍니다. 향후 재생의학은 이러한 유전학적 지도를 바탕으로, 무너진 피부와 면역의 생태계를 동시에 복원하는 맞춤형 세포 치료제로 진화해 나갈 것입니다.
DOI : 10.1016/j.jid.2016.04.035 원문
Abstract
Transcriptome studies of psoriasis have identified robust changes in mRNA expression through large-scale analysis of patient cohorts. These studies, however, have analyzed all mRNA changes in aggregate, without distinguishing between disease-specific and non-specific differentially expressed genes (DEGs). In this study, RNA-seq meta-analysis was used to identify (1) psoriasis-specific DEGs altered in few diseases besides psoriasis and (2) non-specific DEGs similarly altered in many other skin conditions. We show that few cutaneous DEGs are psoriasis-specific and that the two DEG classes differ in their cell type and cytokine associations. Psoriasis-specific DEGs are expressed by keratinocytes and induced by IL-17A, whereas non-specific DEGs are expressed by inflammatory cells and induced by IFN-gamma and TNF. PBMC-derived DEGs were more psoriasis-specific than cutaneous DEGs. Nonetheless, PBMC DEGs associated with MHC class I and NK cells were commonly downregulated in psoriasis and other autoimmune diseases (e.g., multiple sclerosis, sarcoidosis and juvenile rheumatoid arthritis). These findings demonstrate “cross-disease” transcriptomics as an approach to gain insights into the cutaneous and non-cutaneous psoriasis transcriptomes. This highlighted unique contributions of IL-17A to the cytokine network and uncovered a blood-based gene signature that links psoriasis to other diseases of autoimmunity.
Summary
기존의 건선 유전자 연구는 질환 특이적(Disease-specific)인 유전자와 비특이적(Non-specific)인 유전자를 구분하지 않고 분석하는 한계가 있었습니다. 연구진은 44명의 건선 환자 데이터를 RNA-seq 메타 분석 기법으로 통합한 후, 이를 98개의 다른 피부 질환 및 자가면역질환 데이터와 비교하여 '건선 특이성 지수(PSI)'를 개발했습니다 .
주요 연구 결과
일반 염증과 건선의 분리: 건선 피부에서 발현이 증가한 유전자 중 상당수는 편평세포암, 아토피, 상처 등 다른 피부 질환에서도 동일하게 증가하는 '비특이적(일반적인)' 염증 반응이었습니다 . 이러한 일반적인 염증 유전자는 주로 대식세포나 T세포 같은 면역세포에서 발현되며, IFN-$\gamma$(인터페론 감마)와 TNF에 의해 유도됩니다.
건선 피부의 핵심, 'IL-17A'와 '각질형성세포': 반면, 오직 건선에서만 특이적으로 나타나는 고유한 유전자들은 주로 피부의 겉면을 이루는 각질형성세포(Keratinocyte)에서 발현되었습니다 . 가장 중요한 것은 이 건선 고유의 유전자들이 다른 사이토카인이 아닌 'IL-17A'라는 물질에 의해서만 강력하게 유도된다는 사실을 밝혀낸 것입니다 .
혈액에서 발견한 자가면역의 공통 분모 (PBMC 분석): 피부가 아닌 혈액 속 면역세포(PBMC)를 분석한 결과, 건선 환자의 혈액 유전자 패턴은 다발성 경화증, 사르코이드증, 소아 류마티스 관절염 등 다른 중증 자가면역질환과 매우 흡사했습니다 . 특히 공통적으로 주조직적합성복합체(MHC class I) 및 자연살해세포(NK cell)와 관련된 유전자의 기능이 뚜렷하게 저하되어 있음을 발견했습니다 . 결론 이 연구는 IL-17A가 건선 피부 병변을 일으키는 가장 독보적이고 고유한 원인 물질임을 유전학적으로 증명했으며, 건선이 단순한 피부병이 아니라 자연살해세포(NK cell)의 기능 저하를 동반하는 전신 자가면역질환임을 명확히 보여줍니다
이 연구에서 개발된 '건선 특이성 지수(PSI)'는 재생 치료의 효과를 평가하는 훌륭한 도구가 될 수 있습니다 . 향후 새로운 줄기세포 기반 치료제를 개발했을 때, 이 치료제가 단순히 피부의 붓기를 가라앉히는 것(비특이적 반응)인지, 아니면 건선의 근본 원인인 고유 유전자 발현을 정상화(특이적 반응)하는 것인지를 PSI 지수를 통해 과학적이고 객관적으로 검증할 수 있을 것입니다.
건선 치료가 표면적인 염증 억제를 넘어 'IL-17A 제어'와 'NK 세포 기능 회복'이라는 두 가지 근본적인 목표를 향해야 함을 보여줍니다. 향후 재생의학은 이러한 유전학적 지도를 바탕으로, 무너진 피부와 면역의 생태계를 동시에 복원하는 맞춤형 세포 치료제로 진화해 나갈 것입니다.