Inflammasomes and Gasdermins in the Pathogenesis of Bullous Pemphigoid

总结/摘要 大疱性类天疱疮是一种自身免疫性疾病，其特征是出现大的，充满液体的 患者皮肤上的水泡。它是由针对BP 180的致病性抗体引起的，BP 180是一种成分， 将基底角质形成细胞附着在表皮基底膜上的半桥粒。的 抗体促进炎症和中性粒细胞的募集，导致半桥粒的破坏 以及表皮与真皮的分离。大疱性类天疱疮是最常见的水疱 在美国，10.8%的患者在诊断后一年内死亡。 即使在大疱性类天疱疮成功治疗的患者中，复发也很常见。因此，新的治疗方法 以更好地治疗和预防大疱性类天疱疮的复发。 我们的初步数据显示，NLRP 3炎性体途径及其终产物， 炎症细胞因子IL-1b β是在一个公认的免疫系统中中性粒细胞募集和水疱形成所必需的。 大疱性类天疱疮小鼠模型。同样，我们观察到缺乏角质形成细胞特异性 蛋白gasdermin A在皮肤内具有显著较低的IL-16 1b水平，并且对水疱具有抵抗性， 阵Gasdermin A是包括Gasdermin D在内的蛋白质家族的成员， 显示在免疫细胞中介导炎性小体激活下游的IL-16 β释放和溶解性细胞死亡。 因此，我们假设，gasdermin A类似地作用于炎性小体激活的下游， 角质形成细胞促进皮肤炎症和大疱性类天疱疮病理。 在AIM 1中，我们将确定小鼠中NLRP 3炎性小体在哪些细胞类型中被激活 大疱性类天疱疮模型，使用骨髓移植和细胞类型特异性IL-1b β基因敲除，我们将 使用膜缺陷小鼠评估补体末端组分在激活NLRP 3中的作用 攻击孔隙形成。在AIM 2中，我们将比较gasdermin A和 gasdermin D在使用gasdermin A和gasdermin D缺陷小鼠的大疱性类天疱疮小鼠模型中的作用 在大疱性类天疱疮的体内模型中，以及通过在体外重建gasdermin活化途径。 这笔赠款意义重大，因为它将提供基础知识，可能有助于发展 靶向炎性小体和gasdermins治疗大疱性类天疱疮的新疗法。此外，委员会认为， 这项拨款将更广泛地提供深入了解角质形成细胞作为先天性免疫缺陷的积极参与者的功能。 免疫和gasdermins作为皮肤炎症的介质。值得注意的是，据我们所知， gasdermin A作为皮肤炎症介质的首次深入表征。因此， 这项研究可能会提高我们对大疱性类天疱疮和其他 皮肤的炎症状况以及我们对皮肤如何保护免受感染的理解。

SUMMARY/ABSTRACT      Bullous pemphigoid is an autoimmune disorder characterized by the emergence of large, fluid-­filled  blisters on the skin of affected patients. It is caused by pathogenic antibodies that target BP180, a component  of the hemidesmosomes that attach basal keratinocytes to the basement membrane of the epidermis. The  antibodies promote inflammation and neutrophil recruitment, leading to the destruction of hemidesmosomes  and separation of the epidermis from the dermis. Bullous pemphigoid is the most common blistering  autoimmune disorder of the skin, and 10.8% of patients in the United States die within one year of diagnosis.  Even in patients successfully treated for bullous pemphigoid, recurrence is common. Thus, novel therapeutics  to better treat and prevent recurrence of bullous pemphigoid are needed.    Our preliminary data shows that the NLRP3 inflammasome pathway and its end product, the  inflammatory cytokine IL-­1b, are required for neutrophil recruitment and blister formation in a well-­established  mouse model of bullous pemphigoid. Similarly, we observed that mice deficient in the keratinocyte-­specific  protein gasdermin A had significantly lower levels of IL-­1b within the skin and were resistant to blister  formation. Gasdermin A is a member of a family of proteins that includes gasdermin D, which was recently  shown to mediate IL-­1b release and lytic cell death downstream of inflammasome activation in immune cells.  Therefore, we hypothesize that gasdermin A similarly acts downstream of inflammasome activation within  keratinocytes to promote inflammation of the skin and bullous pemphigoid pathology.   In AIM 1, we will determine in which cell types the NLRP3 inflammasome is activated in the mouse  model of bullous pemphigoid using bone marrow transplants and cell type-­specific IL-­1b knockouts, and we will  assess the role of terminal components of complement in activating NLRP3 using mice deficient in membrane  attack pore formation. In AIM 2, we will compare the role and activation mechanism of gasdermin A and  gasdermin D in the mouse model of bullous pemphigoid using mice deficient in gasdermin A and gasdermin D  in the in vivo model of bullous pemphigoid, and by reconstituting gasdermin activation pathways in vitro.    This grant is significant because it will provide foundational knowledge that may aid in the development  of novel therapeutics that target inflammasomes and gasdermins to treat bullous pemphigoid. Furthermore,  this grant will more broadly provide insights into the functions of keratinocytes as active participants of innate  immunity and gasdermins as mediators of inflammation in the skin. Notably, to our knowledge, this would be  the first in-­depth characterization of gasdermin A as a mediator of skin inflammation. Thus, insights gained  from this grant may improve our understanding of the pathogenesis of bullous pemphigoid and other  inflammatory conditions of the skin as well as our understanding of how the skin protects against infection.