β-ナフトフラボンに曝露したヒト初代ケラチノサイトの時間的トランスクリプトーム解析から、環境汚染物質に対する皮膚の保護効果が明らかになった

Temporal transcriptomic analysis of human primary keratinocytes exposed to β-naphthoflavone highlights the protective efficacy of skin to environmental pollutants.

• Paul Quantin
• Angela Patatian
• Maxime Floreani
• Christophe Egles
• Philippe Benech
• Hervé Ficheux

抄録

皮膚はほぼ全身を覆っており、外来生物の解毒と排泄において重要な役割を果たしています。これらのプロセスは、アリール炭化水素受容体（AhR）に外来物質が結合した後に開始され、いくつかの解毒酵素の発現につながります。そこで、ヒト初代表皮ケラチノサイト（HEK）細胞をAhRの強力なアゴニストであるβ-ナフトフラボン（βNF）に6, 24, 48時間曝露し、遺伝子発現アレイを用いた経時的転写解析を行った。その結果、6時間以降のβNF処理により、外来生物、炎症、細胞外マトリックスリモデリングに関連する遺伝子の発現が増加することが明らかになった。一方、抗酸化反応は主に24時間目から見られた。また、表皮分化複合体が制御する遺伝子の一部は6時間後に誘導されたが、同じ染色体座に位置するS100関連遺伝子やケラチン遺伝子の発現は24時間後と48時間後に増加した。以上のことから、我々のトランスクリプトームデータは、βNF曝露後のHEK細胞は、炎症とケラチノサイトの再生を活性化するとともに、有害物質による防御反応を誘発したことを強調している。これらのプロセスは、その後、抗酸化活性の刺激と終末分化に続いた。

The skin covers almost the entire body and plays an important role in detoxification and elimination of xenobiotics. These processes are initiated following the binding of xenobiotics to the aryl hydrocarbon receptor (AhR), which leads to the expression of several detoxification enzymes. To gain some insights on their impacts on skin cells over time, a temporal transcriptional analysis using gene expression arrays was performed in human primary epidermal keratinocyte (HEK) cells exposed for 6, 24 and 48 h to β-naphthoflavone (βNF), a potent agonist of AhR. Our results demonstrated that expression of genes related to xenobiotic, inflammation, and extracellular matrix remodeling was increased upon βNF treatment from 6 h onwards. In contrast, the anti-oxidative response was seen mainly starting at 24 h. While some of the genes controlled by the epidermal differentiation complex was induced as soon as 6 h, expression of most of the S100 related genes located within the same chromosomal locus and keratin genes was increased at later times (24 and 48 h). Altogether our transcriptomic data highlight that following βNF exposure, HEK cells elicited a protective xenobiotic response together with the activation of inflammation and keratinocyte regeneration. Later on these processes were followed by the stimulation of anti-oxidant activity and terminal differentiation.

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