ABCA12 – kluczowy transporter lipidów
ABCA12 jest znanym transporterem lipidów keratynocytów związanym z transportem lipidów w ziarnistościach blaszkowatych1. Utrata funkcji ABCA12 prowadzi do wadliwego transportu lipidów w keratynocytach, skutkując najcięższym fenotypem łuski arlekina1. Ten transporter został szczególnie wyróżniony, ponieważ został rozpoznany jako kluczowa cząsteczka w transporcie lipidów keratynocytów2.
Mutacje w białku transportera lipidów ABCA12 powodują wadliwe akumulacje lipidów do ziarnistości blaszkowatych, skutkując nieprawidłowym tworzeniem międzykomórkowych warstw lipidowych warstwy rogowej2. Łuska arlekina jest spowodowana homozygotycznymi mutacjami powodującymi utratę funkcji w ABCA12, który koduje transporter kasetowy wiążący ATP3. ABCA12 jest uważany za transporter lipidów w keratynocytach niezbędny do transportu lipidów do ziarnistości blaszkowatych podczas tworzenia bariery lipidowej w skórze4.
Ciężki niedobór ABCA12 skutkuje nieprawidłowym tworzeniem międzykomórkowych warstw lipidowych w warstwach zrogowaciałych i prowadzi do zaburzenia bariery lipidowej naskórka5. U pacjentów z łuską arlekina przynajmniej jedna mutacja na każdym allelu musi być mutacją obcinającą lub delecyjną, aby spowodować poważną utratę funkcji ABCA125.
Enzymy lioksygenaz w metabolizmie lipidów
Wrodzona erytrodermia ichtiozowa została uznana za spowodowaną mutacjami w genach kodujących transglutaminazę 1, 12R-lioksygenazę i lioksygenazę 36. Geny lioksygenaz odgrywają rolę w warstwie przepuszczalności naskórka6. Znacząca część acylCer ulega dalszej oksydacji reszty linolowej, katalizowanej przez 12R-LOX i eLOX-3, oraz późniejszemu kowalencyjnemu wiązaniu z CE7.
Autosomalną recesywną wrodzoną rybią łuskę powodują mutacje w ponad tuzinie różnych genów, w tym TGM1, ABCA12, CYP4F22, ALOXE3/ALOX12B, NIPAL4, CERS3, SDR9C7, PNPLA1, SLC27A4 i LIPN8. Wiele z tych genów jest bezpośrednio zaangażowanych w metabolizm lipidów i tworzenie bariery lipidowej warstwy rogowej.
Rola ceramidów i CERS3
Ceramidy są niezbędnymi składnikami międzykomórkowych warstw lipidowych warstwy rogowej. Mutacje w CERS3 zostały zidentyfikowane jako przyczyna autosomalnej recesywnej wrodzonej rybiej łuski9. Badania z wykorzystaniem sekwencjonowania nowej generacji ujawniły sześć różnych, wcześniej nie opisanych mutacji w CERS3 u sześciu irańskich rodzin9.
Obecność znaczącego odsetka mutacji CERS3 w tej kohorcie pokazuje wyraźną różnicę między etiologią ichtioz w regionach słabo scharakteryzowanych genetycznie a dobrze scharakteryzowanymi populacjami zachodnimi10. Pokazuje to również, że rzadkie allele są bardziej rozprzestrzenione w puli genowej populacji spokrewnionych i podkreśla znaczenie tych badań populacyjnych dla lepszego zrozumienia patogenezy rybiej łuski10.
Steroidowa sulfataza i rybia łuska sprzężona z chromosomem X
Rybia łuska sprzężona z chromosomem X jest spowodowana częściową lub całkowitą delecją lub mutacją w genie STS na chromosomie X11. Brak aktywności STS skutkuje akumulacją siarczanu cholesterolu w warstwie rogowej, prowadząc do kohezji korneocytów, hiperkeratozy i upośledzonej przepuszczalności skóry11.
Patologiczne łuszczenie w recesywnej rybiej łusce sprzężonej z chromosomem X jest związane z akumulacją nieprawidłowych ilości siarczanu cholesterolu w warstwie rogowej12. W przeciwieństwie do normalnej skóry, w recesywnej rybiej łusce sprzężonej z chromosomem X degradacja siarczanu cholesterolu nie występuje, a siarczan cholesterolu gromadzi się specyficznie w warstwie rogowej, gdzie powoduje widoczne łuszczenie13.
Enzym STS jest przyłączony do szorstkich retikulum endoplazmatycznego i hydrolizuje grupy siarczanowe siarczan 3-hydroksysteroidów, takich jak siarczan dehydroepiandrosteronu, siarczan cholesterolu, siarczan pregnenolonu i siarczan androstenediolu 314. Zwiększenie siarczanu cholesterolu indukuje ekspresję białka bariery skórnej filagryny i odgrywa rolę w różnicowaniu normalnych keratynocytów15.
Inne enzymy i transportery lipidowe
Znane cząsteczki przyczynowe leżące u podstaw rybiej łuski obejmują ABCA12, lioksygenazę-3, 12R-lioksygenazę, CYP4F22, ichtiynę i sulfatazę steroidową, z których wszystkie uważa się za związane z międzykomórkowymi warstwami lipidowymi1. Kilka krytycznych cząsteczek powodujących rybią łuskę uważa się za zaangażowane w tworzenie międzykomórkowych warstw lipidowych warstwy rogowej16.
Białko transportu kwasów tłuszczowych 4 (FATP4) jest syntazą acylo-CoA, która jest wymagana do normalnej bariery przepuszczalności w skórze ssaków17. Mutacje FATP4 (SLC27A4) powodują zespół ichtioza wcześniactwa, zaburzenie niesmrtelne, podczas gdy myszy Fatp4−/− umierają noworodkowo z powodu wadliwej bariery17.
Mechanizmy molekularne defektów lipidowych
Fakt, że ABCA3 (członek tej samej superfamili białek co ABCA12) funkcjonuje w wydzielaniu lipidów surfaktantu płucnego poprzez produkcję podobnych ziarnistości typu blaszkowatego w komórkach pęcherzykowych typu II płuc dodatkowo wspiera tę koncepcję16. Nie ma wątpliwości, że wadliwe tworzenie międzykomórkowych warstw lipidowych warstwy rogowej jest spowodowane nieprawidłowym metabolizmem, transportem i wydzielaniem lipidów keratynocytów16.
Metabolizm triacyloglicerolu (TAG) jest powiązany z syntezą acyloceramidu (Cer) i tworzeniem otoczki lipidowej korneocytu (CLE) zaangażowanej w utrzymanie bariery naskórkowej17. Mutacje mogą również zakłócać wydzielanie ciałek blaszkowatych i tym samym tworzenie błony lipidowej, powodując upośledzoną funkcję bariery18.
Konsekwencje systemowe defektów lipidowych
W warstwie rogowej pacjentów z łuską blaszkowatą ilość wolnych kwasów tłuszczowych jest zmniejszona, profil ceramidów jest zmieniony, a poziomy przeznaskórkowej utraty wody są podwyższone, co wskazuje na upośledzoną funkcję bariery19. Ponieważ ceramidy i wolne kwasy tłuszczowe są niezbędne do prawidłowej funkcji bariery, zmiany w składzie tych lipidów odzwierciedlają się w organizacji lipidowej warstwy rogowej pacjentów z łuską blaszkowatą19.
Ruptura cyklu siarczanu cholesterolu przez defekt STS powoduje zwiększenie siarczanu cholesterolu z 1% do 10%-12% w warstwie rogowej naskórka, co skutkuje: zmniejszoną funkcją bariery z niepowodzeniem normalnej fazy przejścia ciecz-krystalicznej lipidów międzykomórkowych oraz nieprawidłowym zatrzymywaniem korneocytów stymulującym hiperplazję naskórka-zapalenie i pogrubioną warstwę rogową15.























