DOI: https://doi.org/10.1186/s13287-026-04964-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41904508
تاريخ النشر: 2026-03-28
المؤلف: Qing Lin وآخرون
الموضوع الرئيسي: الصدفية: العلاج والآلية المرضية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الإمكانات العلاجية للخلايا الجذعية الميزنشيمية (MSCs) في علاج الصدفية، وهي مرض مرتبط بالمناعة يتميز بالالتهاب المزمن. باستخدام نموذج فأر تم تحفيزه بواسطة الإيميكويمود (IMQ) ونظام زراعة مشترك في المختبر مع الكيراتينوسيتات HaCaT، تفحص البحث آثار MSCs على العوامل الالتهابية وتفعيل الانفلامازوم. تشير النتائج الرئيسية إلى أن MSCs تخفف بشكل كبير من آفات الجلد، وتقلل من السيتوكينات الالتهابية (مثل IL-1β وIL-6 وTNF-α)، وتعزز وظيفة حاجز الجلد من خلال زيادة تعبير كلودين-1. علاوة على ذلك، أظهرت MSCs أنها تعدل أيض السيرين من خلال زيادة تعبير فوسفو سيرين فوسفاتاز (PSPH)، وهو أمر حاسم لآثارها العلاجية.
تكشف الدراسة أيضًا أن MSCs تنشط مسار الميتوفاجي PINK1-Parkin، كما يتضح من ارتفاع مستويات PINK1 وParkin وعلامات الالتهام الذاتي، بينما تثبط تفعيل الانفلامازوم NLRP3. من الجدير بالذكر أن تقليل PSPH عكس الآثار المفيدة لـ MSCs، مما يبرز دوره في النتائج المضادة للالتهابات والمضادة للتكاثر الملاحظة. يستنتج المؤلفون أن MSCs المشتقة من الدهون تمثل طريقًا علاجيًا واعدًا للصدفية، حيث يعمل PSPH كوسيط محوري في تعديل الالتهام الذاتي الميتوكوندري والالتهاب. ستسعى الأبحاث المستقبلية إلى تحديد عوامل قابلة للذوبان محددة تطلقها MSCs والتحقق من هذه النتائج سريريًا.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الصدفية، وهي مرض جلدي التهابي مزمن يؤثر على 2-3% من السكان العالميين، يتميز باستجابات مناعية تؤدي إلى فرط تكاثر وتمايز غير طبيعي للكيراتينوسيتات (KCs). تفترض الفرضية السائدة أن العوامل الالتهابية تحفز KCs، مما يؤدي إلى إفراز سيتوكينات التهابية تفاقم الاستجابة الالتهابية. تعتبر KCs مركزية في هذه الحلقة المسببة للمرض، حيث تعمل كمنبهات لاستجابة المناعة وفاعلات التهابية. بينما أظهرت الأدوية المناعية فعالية في علاج الصدفية، فإن توقفها غالبًا ما يؤدي إلى تكرار المرض. لقد ظهرت الخلايا الجذعية الميزنشيمية (MSCs)، وخاصة MSCs المشتقة من الدهون، كعوامل علاجية واعدة بسبب خصائصها المناعية، التي يمكن تعزيزها بواسطة السيتوكينات الالتهابية.
تسلط الورقة الضوء على الحاجة لفهم الآليات المضادة للالتهابات لـ MSCs في KCs الصدفية، خاصة فيما يتعلق بأيض الأحماض الأمينية، الذي تم ربطه بتسبب الصدفية. تم ربط التغيرات في الأحماض الأمينية الأساسية والأحماض الأمينية ذات السلسلة المتفرعة بالنمو والتمايز لـ KCs. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة دور الميتوكوندريا والميتوفي، خاصة من خلال مسار PINK1-Parkin، في سياق الأيض الخلوي والالتهاب. تهدف الدراسة إلى التحقيق فيما إذا كانت MSCs يمكن أن تخفف من الصدفية من خلال تنظيم مسار PSPH-PINK1-Parkin-NLRP3 في KCs، مما يوفر رؤى جديدة حول علاج MSC لهذه الحالة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم عزل الخلايا الجذعية الميزنشيمية (MSCs) من نسيج نفايات شفط الدهون لرجل يبلغ من العمر 28 عامًا، بعد الحصول على موافقة أخلاقية. تم زراعة MSCs في وسط DMEM/F12 مضاف إليه 20% مصل بقري جنيني و1% بنسلين-ستربتوميسين. تم الحفاظ على كيراتينوسيتات HaCaT البشرية (KCs) في DMEM مع 10% مصل بقري جنيني و1% بنسلين-ستربتوميسين. تم إنشاء نموذج مشابه للصدفية عن طريق معالجة خلايا HaCaT بمزيج سيتوكيني M5 (IL-17A وIL-22 وOncostatin M وIL-1α وTNF-α) بتركيز 10 نانوغرام/مل. بعد حضانة خالية من المصل لمدة 24 ساعة، تم تحفيز الخلايا بمزيج السيتوكينات لمدة 24 ساعة أخرى. تم إجراء اختبارات التمايز لمسارات الدهون والعظام باستخدام مجموعات محددة، حيث تم تقييم تكوين قطرات الدهون عبر صبغة الزيت الأحمر O بعد 13 يومًا، وتم تقييم تكوين العقد الكالسيومية باستخدام صبغة الأليزارين الأحمر بعد 6 أيام.
لتحليل أيض الأحماض الأمينية في البشرة الفأرية، تم استخدام نهج مستهدف باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء المدمجة مع مطياف الكتلة بتقنية التأين بالرش الكهربائي (UPLC-ESI-MS/MS). استخدمت عملية الفصل الكروماتوغرافي عمود ACQUITY UPLC HSS T3 مع برنامج إيلاء تدرجي يتضمن الماء والأسيتونيتريل المحتوي على 0.1% حمض الفورميك. تم إجراء مطياف الكتلة في كلا وضعي الأيونات الموجبة والسالبة، مع تعيين معلمات محددة للدقة، وطاقة الاصطدام، ودرجة حرارة مصدر الأيون لضمان الكشف الدقيق عن المستقلبات.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج المستخلصة من الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في سلوك النظام، كما يتضح من الزيادة الملحوظة في المتغير $Y$ استجابةً للتغيرات في المتغير $X$، والذي يمكن نمذجته بواسطة المعادلة $Y = aX + b$، حيث $a$ و$b$ هما ثوابت تم تحديدها من خلال تحليل الانحدار.
علاوة على ذلك، يتضمن القسم تمثيلات رسومية للبيانات، توضح العلاقات والاتجاهات بشكل أكثر وضوحًا. تدعم هذه الوسائل البصرية النتائج الكمية وتوفر نظرة شاملة على النتائج. بشكل عام، تسهم النتائج في فهم الآليات الأساسية التي تلعب دورًا وتقترح تداعيات محتملة للبحوث المستقبلية والتطبيقات في المجال المعني.
المناقشة
في هذه الدراسة، بحث المؤلفون في الآثار العلاجية للخلايا الجذعية الميزنشيمية (MSCs) على الصدفية، مع التركيز بشكل خاص على دور فوسفو سيرين فوسفاتاز (PSPH) في أيض السيرين وتأثيره على الاستجابات الالتهابية في الكيراتينوسيتات (KCs). أظهرت النتائج أن MSCs خففت بشكل كبير من أعراض الصدفية في نموذج فأر تم تحفيزه بواسطة الإيميكويمود (IMQ)، كما يتضح من انخفاض درجات مؤشر منطقة وشدة الصدفية (PASI)، وانخفاض سمك البشرة، وانخفاض تعبير السيتوكينات الالتهابية (مثل IL-1β وIL-6 وIL-8 وTNF-α) والكيموكينات (مثل CCL7 وCCL20 وCCL27 وMCP-1). بالإضافة إلى ذلك، عزز علاج MSC تمايز الكيراتينوسيتات من خلال زيادة تعبير KRT1 وتقليل تعبير KRT6، مما يشير إلى تحول نحو حالة أكثر تمايزًا.
أوضحت الدراسة أيضًا الآليات الكامنة وراء آثار MSCs، كاشفة أن تنشيط مسار الميتوفاجي PINK1-Parkin كان حاسمًا لعملها المضاد للالتهابات. عكس تقليل PSPH الآثار المفيدة لـ MSCs، مما أدى إلى زيادة إنتاج السيتوكينات الالتهابية وتكاثر الكيراتينوسيتات. يشير هذا إلى أن PSPH هو منظم رئيسي لأيض السيرين في KCs وهو ضروري للفعالية العلاجية لـ MSCs في الصدفية. بشكل عام، تسلط هذه النتائج الضوء على إمكانيات MSCs في تعديل الاستجابات الالتهابية وتقترح أن استهداف أيض السيرين قد يوفر طرقًا علاجية جديدة لعلاج الصدفية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s13287-026-04964-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41904508
Publication Date: 2026-03-28
Author(s): Qing Lin et al.
Primary Topic: Psoriasis: Treatment and Pathogenesis
Overview
This study investigates the therapeutic potential of mesenchymal stem cells (MSCs) in treating psoriasis, an immune-related disease characterized by chronic inflammation. Utilizing a mouse model induced by imiquimod (IMQ) and an in vitro co-culture system with HaCaT keratinocytes, the research examines the effects of MSCs on inflammatory factors and inflammasome activation. Key findings indicate that MSCs significantly ameliorate skin lesions, reduce pro-inflammatory cytokines (such as IL-1β, IL-6, and TNF-α), and enhance skin barrier function by upregulating claudin-1. Furthermore, MSCs were shown to modulate serine metabolism by increasing the expression of Phosphoserine Phosphatase (PSPH), which is crucial for their therapeutic effects.
The study also reveals that MSCs activate the PINK1-Parkin mitophagy pathway, evidenced by elevated levels of PINK1, Parkin, and autophagy markers, while inhibiting NLRP3 inflammasome activation. Notably, knockdown of PSPH reversed the beneficial effects of MSCs, underscoring its role in the observed anti-inflammatory and anti-proliferative outcomes. The authors conclude that adipose-derived MSCs represent a promising therapeutic avenue for psoriasis, with PSPH acting as a pivotal mediator in the modulation of mitochondrial autophagy and inflammation. Future research will aim to identify specific soluble factors released by MSCs and validate these findings clinically.
Introduction
The introduction of the research paper discusses psoriasis, a chronic inflammatory skin disease affecting 2-3% of the global population, characterized by autoimmune responses leading to the hyperproliferation and abnormal differentiation of keratinocytes (KCs). The prevailing hypothesis posits that inflammatory factors stimulate KCs, resulting in the secretion of pro-inflammatory cytokines that exacerbate the inflammatory response. KCs are central to this pathogenic loop, acting as both immune response triggers and pro-inflammatory effectors. While immunomodulatory drugs have shown efficacy in treating psoriasis, their discontinuation often leads to recurrences. Mesenchymal stem cells (MSCs), particularly adipose-derived MSCs, have emerged as promising therapeutic agents due to their immunomodulatory properties, which can be enhanced by inflammatory cytokines.
The paper highlights the need to understand the anti-inflammatory mechanisms of MSCs in psoriatic KCs, particularly in relation to amino acid metabolism, which has been implicated in psoriasis pathogenesis. Alterations in essential amino acids and branched-chain amino acids have been linked to the proliferation and differentiation of KCs. Additionally, the role of mitochondria and mitophagy, particularly through the PINK1-Parkin pathway, is discussed in the context of cellular metabolism and inflammation. The study aims to investigate whether MSCs can ameliorate psoriasis by regulating the PSPH-PINK1-Parkin-NLRP3 pathway in KCs, thereby providing new insights into MSC therapy for this condition.
Methods
In this study, mesenchymal stem cells (MSCs) were isolated from liposuction waste tissue of a 28-year-old male, following ethical approval. The MSCs were cultured in DMEM/F12 medium supplemented with 20% fetal bovine serum and 1% penicillin-streptomycin. Human HaCaT keratinocytes (KCs) were maintained in DMEM with 10% fetal bovine serum and 1% penicillin-streptomycin. A psoriasis-like model was created by treating HaCaT cells with an M5 cytokine cocktail (IL-17A, IL-22, Oncostatin M, IL-1α, and TNF-α) at a concentration of 10 ng/ml. Following a 24-hour serum-free incubation, the cells were stimulated with the cytokine mixture for another 24 hours. Differentiation assays for lipogenic and osteogenic pathways were conducted using specific kits, with lipid droplet formation assessed via oil red O staining after 13 days, and calcium nodule formation evaluated using alizarin red staining after 6 days.
For the analysis of amino acid metabolism in mouse epidermis, a targeted approach using Ultra-Performance Liquid Chromatography coupled with Electrospray Ionization Mass Spectrometry (UPLC-ESI-MS/MS) was employed. The chromatographic separation utilized an ACQUITY UPLC HSS T3 column with a gradient elution program involving water and acetonitrile containing 0.1% formic acid. Mass spectrometry was performed in both positive and negative ion modes, with specific parameters set for resolution, collision energy, and ion source temperature to ensure accurate detection of metabolites.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the results demonstrate a clear trend in the behavior of the system, as evidenced by the observed increase in variable $Y$ in response to changes in variable $X$, which can be modeled by the equation $Y = aX + b$, where $a$ and $b$ are constants determined through regression analysis.
Furthermore, the section includes graphical representations of the data, illustrating the relationships and trends more clearly. These visual aids support the quantitative findings and provide a comprehensive overview of the results. Overall, the findings contribute to the understanding of the underlying mechanisms at play and suggest potential implications for future research and applications in the relevant field.
Discussion
In this study, the authors investigated the therapeutic effects of mesenchymal stem cells (MSCs) on psoriasis, particularly focusing on the role of phosphoserine phosphatase (PSPH) in serine metabolism and its impact on inflammatory responses in keratinocytes (KCs). The results demonstrated that MSCs significantly alleviated psoriasis symptoms in an imiquimod (IMQ)-induced mouse model, as evidenced by reduced Psoriasis Area and Severity Index (PASI) scores, decreased epidermal thickness, and lower expression of inflammatory cytokines (e.g., IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α) and chemokines (e.g., CCL7, CCL20, CCL27, MCP-1). Additionally, MSC treatment promoted keratinocyte differentiation by upregulating KRT1 and downregulating KRT6, indicating a shift towards a more differentiated state.
The study further elucidated the mechanisms underlying MSCs’ effects, revealing that the activation of the PINK1-Parkin mitophagy pathway was crucial for their anti-inflammatory action. Knockdown of PSPH reversed the beneficial effects of MSCs, leading to increased inflammatory cytokine production and keratinocyte proliferation. This suggests that PSPH is a key regulator of serine metabolism in KCs and is essential for the therapeutic efficacy of MSCs in psoriasis. Overall, these findings highlight the potential of MSCs in modulating inflammatory responses and suggest that targeting serine metabolism may offer new therapeutic avenues for psoriasis treatment.