细胞死亡疾病。2020年1月;11(1): 30.
PRIMA-1改善严重皮肤糜烂AEC患者的表皮覆盖遇见/4月24日
,1中,2 ,1中,2 ,三,4 ,5 ,三 ,5 ,6,7 ,8,9,10 ,6,7 ,三,11 ,1中,2和8,9,10 伊迪丝·阿伯丹
1法国巴黎INSERM U976
2巴黎狄德罗大学,法国巴黎
劳丽安·诺克斯
1法国巴黎INSERM U976
2法国巴黎迪德罗巴黎大学
菲利普·亨利·塞雷坦
三法国巴黎F-75006内克尔马拉德斯首都大学药学系
4法国F-92290,查泰纳·马拉布里,南巴黎大学,EA 401,Facultéde Pharmacie
弗兰克·博拉列维
5法国波尔多波尔多CHU de Bordeaux霍普塔尔骨盆营养中心罕见皮肤病国家中心儿科皮肤科
乔尔·施拉特
三法国巴黎F-75006内克尔马拉德斯首都大学药学系
范妮·莫里斯·皮卡
5法国波尔多波尔多CHU de Bordeaux霍普塔尔骨盆营养中心罕见皮肤病国家中心儿科皮肤科
斯特凡诺·索尔
6意大利那不勒斯CEINGE
7那不勒斯大学费德里科二世,那不勒斯,意大利
克里斯汀·博德默
8法国F-75006,巴黎,皮肤科和基因皮肤病和罕见皮肤病参考中心(MAGEC)
9法国巴黎APHP5,F-75006,首都大学马拉德斯分校想象研究所
10法国巴黎INSERM U1144巴黎大学中心
卡特琳娜·米塞罗
6意大利那不勒斯CEINGE
7意大利那不勒斯费德里科二世大学
萨尔瓦托尔·西斯特尼诺
三法国巴黎F-75006内克尔马拉德斯首都大学药学系
11法国巴黎INSERM U1144巴黎制药厂
丹尼尔·阿伯丹
1法国巴黎INSERM U976
2法国巴黎迪德罗巴黎大学
斯梅尔·哈吉·拉比亚
8法国F-75006,巴黎,皮肤科和基因皮肤病和罕见皮肤病参考中心(MAGEC)
9法国巴黎APHP5,F-75006,首都大学马拉德斯分校想象研究所
10法国巴黎INSERM U1144巴黎大学中心
1法国巴黎INSERM U976
2巴黎狄德罗大学,法国巴黎
三法国巴黎F-75006内克尔马拉德斯首都大学药学系
4法国F-92290,查泰纳·马拉布里,南巴黎大学,EA 401,Facultéde Pharmacie
5法国波尔多波尔多CHU de Bordeaux霍普塔尔骨盆营养中心罕见皮肤病国家中心儿科皮肤科
6意大利那不勒斯CEINGE
7那不勒斯大学费德里科二世,那不勒斯,意大利
8法国F-75006,巴黎,皮肤科和基因皮肤病和罕见皮肤病参考中心(MAGEC)
9想象研究所,内克尔儿童马拉德斯大学,APHP5,巴黎,法国F-75006
10法国巴黎INSERM U1144巴黎大学中心
11法国巴黎INSERM U1144巴黎制药厂
通讯作者。 2019年5月16日收到;2019年12月29日修订;2019年12月30日验收。
开放式访问本文是根据Creative Commons Attribution 4.0国际许可证授权的,该许可证允许以任何媒体或格式使用、共享、改编、分发和复制,只要您对原始作者和来源给予适当的信任,提供指向Creative Commons许可证的链接,并指出是否进行了更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的Creative Commons许可证中,除非材料的信用额度中另有说明。如果文章的Creative Commons许可证中没有包含材料,并且您的预期用途不被法律法规允许或超出了允许的用途,则您需要直接从版权所有者处获得许可。要查看此许可证的副本,请访问http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. 摘要
P63是调节皮肤发育和体内平衡的主要转录因子。它控制许多参与细胞增殖、粘附和早期分化的基因。P63在几种罕见的综合征中发生突变,称为P63相关外胚层发育不良综合征(ED)。主要表现为EEC综合征和AEC综合征,分别由DBD和SAM域上的p63错义突变引起。ED患者表现出许多发育缺陷,包括阳痿、唇腭裂和外胚层发育不良,而AEC患者则患有严重的皮肤糜烂,并不总能治愈。我们之前已经证明,ED-derived iPSC改变了表皮承诺。P63属于具有相似结构域的p53基因家族。我们发现,一种叫做PRIMA-1的p53活化化合物可以挽救ED-iPSC表皮的结合遇见,也被命名为APR-246,目前用于抗癌临床试验。在这里,我们分别对9岁和15岁患有持续性皮肤糜烂的两名AEC儿童(S.F.和Y.M.)进行了原代表皮培养。这些患者在SAM域(I576T和I537T)上携带错义突变。我们发现,从这些AEC患者中分离出的原代角质形成细胞(KC)经历了PRIMA-1挽救的表皮分化改变遇见治疗。这促使我们将该化合物配制成一种乳膏,局部涂抹在一名患者的右手和第二名患者的头皮上。在这两种情况下,每天的治疗都能使被侵蚀的皮肤重新上皮化,几周后疼痛大大减轻,从而提高了生活质量。正常情况下,突变体p63主要通过与WT p63和p73形成聚集体来发挥显性负效应。底漆-1遇见在增强细胞分化的同时没有减少蛋白质聚集,这表明PRIMA-1遇见靶向细胞分化,而不是直接靶向p63活性。总之,我们建议重新调整抗肿瘤药物PRIMA-1的用途遇见该化合物可能成为AEC皮肤糜烂的一般治疗方法。
主题术语:疾病机制,转化研究
介绍
TP63型P53基因家族成员,编码P63蛋白,P63蛋白是上皮发育胚胎步骤的主要调节器。P63对上皮内稳态至关重要,主要控制表皮干细胞的增殖潜能和上皮结构的分层1——三在小鼠中p63的缺失导致器官,如表皮、乳房、前列腺和膀胱中完全没有分层上皮4——6杂合错义突变TP63型该基因与P63相关的外胚层发育不良(ED)相关。两种重叠的表型更常见:1/强直性睑球粘连-外胚层发育不良-左旋综合征(AEC,MIM 106260),以外胚层异常发育为特征,包括脱发、头皮糜烂、营养不良的指甲、牙缺失、强直性睑缘、唇裂和/或腭裂;2/剥脱性皮损-左唇/腭裂(EEC,MIM 604292),与AEC不同的是剥脱性和无头皮糜烂。据报道,基因型与表型之间存在一定程度的相关性。EEC突变集中在DNA结合域,而AEC突变则出现在不育的α-基序或反式激活-抑制域7与显性遗传模式一致,一致认为这些突变通过干扰p63 DNA结合而具有显性负效应8.
虽然没有治疗方法,但AEC和EEC患者的护理和随访具有挑战性,需要多学科、专家、外科和医疗团队进行劈开手术、助听器和眼部长期随访。为此,皮肤完整性是强制性的。例如,头皮糜烂经常干扰和延迟手术。虽然皮肤在出生后的前2年内会自动愈合,但在一些患者中,皮肤侵蚀延伸至背部、手掌和脚掌,并持续2年以上。通过使用EEC/AEC衍生的诱导多能干细胞(iPSC),我们先前已经表明ED-iPSC显示出改变的表皮细胞承诺,这种改变可以通过称为PRIMA-1的P53活化化合物来挽救遇见,又名APR-246,在抗肿瘤临床试验中成功测试9,10(https://www.aprea.com/pipeline/apr-246/)。在这里,我们显示局部使用PRIMA-1可显著改善两名AEC患者的慢性皮肤糜烂遇见.
结果和讨论
AEC患者的表型和基因型描述
患者1是健康无血父母的9岁女儿。她出生时就因唇腭裂和头皮糜烂而被转诊。怀孕和分娩都很顺利。AEC综合征是由SAM域的错义突变确认的TP63型基因(c.1727T>c;p.Ile576Thr)(图。)。出生后几个月,她手掌和脚掌出现双侧疼痛性侵蚀,从未完全愈合。9年来,基于特定敷料和局部制剂以及阿片类镇痛剂,提出了几项治疗尝试。对皮肤移植进行了讨论。手指的痛苦缩回和脚底的牵连分别影响精细运动技能(写作、绘画、穿衣……)和行走。
PRIMA-1挽救的患者1 KC的表皮分化改变遇见.的结构TP63型患者1和2 SAM域上已识别突变的基因和位置(一)。患者1出现手部皮肤糜烂(b条)。患者1 KCs没有正确区分,但可以通过PRIMA-1进行抢救遇见治疗,如qRT-PCR分析所示(n个 = 3). 进行单因素方差分析,然后进行Dunnett检验*第页 < 0.05, **第页 < 0.01, (c(c))和免疫荧光染色(n个 = 4) (d日)分化的特异性标志物。比例尺:100μm。DBD DNA结合域、IVL总花蛋白、KC角朊细胞、KRT角蛋白、OD寡聚化域、PR脯氨酸域、SAM无菌α域、TA反式激活域、TGM1转谷氨酰胺酶1、ZNF750锌指蛋白750、ILV总花蛋白,LOR氯蛋白、SPRR1A小脯氨酸富蛋白1A(或cornifin-A)。
患者2是一名15岁女性患者,其父母健康、无血。AEC综合征是由SAM域的错义突变确认的TP63型基因c.1610T>c,p.Ile537Thr。她出生时患有腭裂和睑粘连。她有异常的指甲和牙齿,以及手指表面反复侵蚀。自出生以来,她出现了导致慢性贫血的头皮完全再生障碍性皮肤。尽管进行了所有的医疗努力,头皮再生障碍从未治愈,并逐渐蔓延到额头和耳朵。她每天都服用敷料。她在敷料前后服用了扑热息痛。在包扎过程中,在6岁时用视觉模拟量表进行疼痛比较。
原代AEC表皮细胞系的建立及表皮分化
对患者1的皮肤非糜烂区域进行活检。建立并扩增原代表皮培养物。WT和AEC KCs增殖或细胞死亡之间未观察到差异(未显示)。通过将培养基中的钙浓度提高到1.5 mM来诱导分层/分化。细胞保持10天,通过qRT-PCR和免疫染色分析,分别对特定分化的表皮标记进行基因和蛋白表达。与野生型(WT)KC相比,患者1的AEC角朊细胞(KCs)中细胞角蛋白1(KRT1)、ZNF750、谷氨酰胺转胺酶(TGM1)、氯分泌(LOR)和富含脯氨酸的小蛋白1A(SPRRA1)基因的表达降低(图。)。这表明患者细胞的表皮分化延迟或改变。除角化标记(LOR和SPRRA1)外,PRIMA-1恢复了这些基因的表达遇见因此,与正常KCs相比,患者1通过免疫荧光染色显示的分化KCs降低了细胞核ZNF750、细胞周转谷氨酰胺酶和细胞质KRT1(图。)。值得注意的是,在PRIMA-1的见证下遇见,在第10天,这些标记物在AEC KC中被有效地挽救(图。)。这强烈表明PRIMA-1遇见有效挽救AEC细胞分化。有趣的是,虽然AEC分化KC中的KRT1、转谷氨酰胺酶和ZNF750发生了深刻变化,但总苞醇(IVL)正常表达(图。)。研究表明,在伤口和牛皮癣中,总苞醇的行为与其他皮肤标记物不同11,12在AEC的背景下研究这种差异是很有意思的。
PRIMA-1不会减少p63聚集遇见
突变AEC p63主要通过与WT p63和p53家族成员p73形成聚集体而发挥显性负效应13.我们测试了PRIMA-1遇见救援可能是由于蛋白质聚集减少。未经处理和处理的突变体和WT表皮细胞在自然条件下进行裂解,以提取总蛋白。然后将蛋白质提取物装载在非变性凝胶上,然后用抗p63特异性抗体转移进行蛋白质印迹分析。正如预期的那样,在AEC分化细胞中检测到蛋白质聚集,而在WT细胞中没有检测到。然而,尽管PRIMA-1遇见能够挽救表皮分化和相应的特异性基因表达,但并没有消除突变p63分子驱动的蛋白质聚集(图。)。这与它对突变型p53的解聚活性相反14.强烈建议PRIMA-1遇见靶向表皮细胞分化,而非p63活性。这可能表明这种小分子对瘢痕疙瘩、腿部溃疡或糖尿病溃疡等有缺陷的伤口愈合有更广泛的影响。
蛋白质聚集在分化的患者1 KC中诱导,但PRIMA-1不会减少遇见.一在融合处和分化10天后从WT和患者1 KC(AEC)中收集蛋白质提取物,并加载到非变性凝胶上,用p63特异性抗体进行western blot分析(b条)。三个独立实验的代表。波段的量化(c(c))。在每种条件下,装载等量的蛋白质。
表皮覆盖物的改进
根据体外结果和正在进行的第二阶段PRIMA-1遇见/在APR-246试验中,我们得到了法国卫生和药物管理局(ANSM)的授权,可以使用PRIMA-1遇见两名患者,由皮肤科医生和药剂师负责。底漆-1遇见将其配制在乳膏上(参见化合物配方的材料和方法部分),并首次在Balb/C小鼠皮肤上局部涂抹1周,无任何刺激或细胞毒性迹象(未显示)。知情同意后,患者1每天服用5 mg PRIMA-1遇见SERAQUA车辆上的皮肤侵蚀。右手掌每天进行治疗,而左手掌单独使用载具进行治疗。11周后,每天的治疗使皮肤糜烂得以上皮化,疼痛得到显著改善,从而停止使用止痛药(图。)。在第33周,表皮化几乎完成,但没有完全角化(图。).
用配方PRIMA-1局部治疗患者1的糜烂遇见.配方PRIMA-1遇见每天在患者1(左)的右手掌上涂抹,而左手掌仅用载具作为对照(右)。
基于这些成果,对患有整个头皮糜烂的患者2的非糜烂皮肤区域进行了活检(图。)。如患者1的KC所观察到的,患者2的KC表现出与PRIMA-1挽救的表皮分层/分化改变相似遇见(图。)。然后,对患者2的整个头皮糜烂进行治疗。局部治疗5周后,头皮糜烂已经得到改善(图。)。在最初的3周内,渗出物减少。在一些逐渐融合的区域,可以看到正常皮肤的表皮生长。在第32周,头皮基本恢复(图。)敷料变得更容易了,止痛药也停止了使用。有趣的是,患者2体重(3个月内增加6公斤)和身高(同期增加4厘米)。特别值得注意的是,周围头皮完全重新去皮。然而,表皮覆盖层并没有完全角化,这与缺少特定的角化标记(如LOR和SPRRA1)相吻合。这表明PRIMA-1遇见主要促进早期表皮分化。
患者2表现为严重持续性头皮糜烂,经PRIMA-1恢复KCs分化改变遇见治疗。一患者2表现为头皮皮肤糜烂。b条PRIMA-1挽救了患者2 KCs分化的改变遇见如免疫染色分析所示;比例尺:100μm。c(c)配方PRIMA-1遇见每日涂抹于患者2的整个头皮表面。在治疗的前5周内首次出现改善。在第4周观察到第一个表皮化区域(未显示)。在第17周可以看到这些区域的汇合(黄色箭头)。值得注意的是,整个外周头皮都被彻底重新去皮(后箭头所示)。到第32周,头皮大部分被覆盖。KC角质形成细胞、KRT角蛋白、ZNF750锌指蛋白750。
AEC患者皮肤糜烂的部位可能因患者而异,即使SAM域有相同的突变。此外,侵蚀始终局限于一个明确的区域(见图。)AEC患者健康部位的皮肤活检恢复正常。这个令人困惑的事实没有任何解释。众所周知,皮肤成纤维细胞是体内的异质细胞群,它们来源于不同的胚胎前体。此外,一些皮肤区域或多或少含有汗腺和皮脂腺,以及可能会因这些差异而遇到的特殊离子(钠、钙)通道。在AEC患者中找到这种限制性和可变侮辱的分子基础,将有助于防止这种疼痛和使人丧失能力的皮肤糜烂。我们展示了PRIMA-1的重新定位遇见,一种被鉴定为p53激活药物的小化合物,可诱导携带p53突变的人类癌细胞的细胞凋亡,可能成为AEC综合征患者报告的局部AEC糜烂的有效治疗方法。此外,这种治疗可能会促进伤口愈合。这可能有助于多学科团队提出受病变限制的适当的早期护理,即劈裂手术、助听器。慢性疼痛可以避免。最后,它改善了AEC患者的生活质量和社交网络。仍需测试PRIMA-1遇见必须永久或临时使用,并阐明PRIMA-1的作用机制遇见差异化KC。
材料和方法
细胞培养与表皮分化
经家人同意并获得法国人身保护协会(CPP)授权后,对患者1和2的后臂进行4mm的皮肤活检。如前所述提取并扩增初级KC15通过在汇流处将钙浓度提高到1.5 mM,KCs经历了10天的分层/分化。用30μM的PRIMA-1处理细胞遇见在诱导分化前2天和整个治疗期间溶解于角质形成细胞培养基中,每2天更换一次培养基。
PRIMA-1的配方遇见
自从静脉注射底漆-1遇见/4月24日在之前的临床癌症试验(第2阶段和第3阶段)中耐受性良好,法国健康与药物管理局(ANSM)授权我们通过皮肤局部用药治疗两名严重皮肤糜烂的AEC患者,作为一种富有同情心的护理,由皮肤科医生和药剂师负责。质量控制底漆-1遇见/4月24日通过适当的分析对纯粉末(法国生物技术研发系统公司)进行评估。未发现任何杂质超过ICH Q3A、Q3C和Q3D指南的建议阈值。底漆-1遇见/4月24日将粉末溶解在无菌纯化水中(凡士林®,Fresenius Kabi,法国),以获得36 mg/mL的溶液。然后将该溶液并入现成的Seraqua中并混合®亲水性外用霜基(法国法格伦)PRIMA-1MET/246年4月浓度为0.6mg/g奶油。的稳定性底漆-1遇见/4月24日在该配方中,在2-8°C下储存3周。
qRT-PCR分析
未经处理和处理的AEC和对照KC作为干颗粒收集。然后使用RNEasy Mini试剂盒(Qiagen)提取RNA,并使用iScript cDNA合成试剂盒(Bio-Rad)从1µg RNA合成cDNA。使用2×SYBR Green PCR Master Mix(Absource Biotools)进行三次定量PCR。使用2计算每个基因的表达-ΔΔCt方法。结果显示,折叠变化归一化为B2M家政基因,并与对照KC相对。使用的特定引物序列是
KRT14:5′-GGCCTGCTGGAGATAGAAGACTAC-3′(向上)和5′-CACTGTGGCTGAGAATCTT-3′(向下)
KRT1:5′-TCTCGTTGGATTCGGAACTGAAG-3'(向上)和5′-AGACAACTCTGTTGGTGAGTGC-3′(向下)
ZNF750:5′-CAGGTACTGCTCCTGAGCAC-3′(向上)和5′-GAGAGCCCCGTCATCTGG-3′(向下)
TGM1:5′-CCCCC GCAATGAGATCTACA-3′(向上)和5′-ATCCTCATGGTCCACGTACACA-3′(向下)
ILV:5′-TCTGCCTCAGCTTACTG-3′(向上)和5′-CAGTGGAGTTGGCTGTTTCA-3′(向下)
B2M:5′-CACTCGAAAAAGAGAGTATGCCT-3′(向上)和5′-CCAATACAAATGGCATTCA-3′(向下)。
免疫荧光染色
细胞接种在24孔板中0.1%明胶涂层盖玻片上,每孔5400个细胞。用4%多聚甲醛在室温下分化10天后固定20分钟,在1 mM甘氨酸中培养10分钟以淬灭PFA,并用0.5%Triton X-100在DPBS中渗透+/+(Gibco™,Life Technologies)7分钟,在DPBS中清洗3×5分钟+/+在每个步骤之间。在5%BSA中阻断30分钟后,在4°C的加湿室中用一级抗体培养细胞过夜。使用的主要抗体是针对CKRT1(1/250,BioLegend)、ZNF750(HPA023012,1/300,Sigma-Aldrich)、TGM1(sc-25786,1/50,Santacruz)和IVL(I9018,1/100,Sigma)的。细胞在DPBS中清洗+/+并与相应的二级抗体(山羊抗兔AlexaFluor®488或山羊抗兔AlexaFluor®594,Life Technologies)在室温下,在阻挡缓冲液中以1/3000稀释1小时,避光。最后清洗盖玻片,将其安装在显微镜载玻片上(DAPI fluoromount-G™,Electron Microscopy Sciences),并在配备OrcaFlash 4.0 LT相机(哈马松)的尼康Eclipse Ti外荧光显微镜下进行可视化。使用NIS-Elements软件进行图像分析。
蛋白质聚集试验
合计5×105AEC和对照KC接种在六孔板中。当它们达到70%的融合时,用30μM PRIMA-1处理遇见或将载体作为对照,每隔48小时用化合物替换培养基,直到收获。在100%的汇合处,细胞通过将培养基中的钙浓度提高到1.5 mM进行分化。分化10天后,细胞在天然溶解缓冲液(25 mM Tris(pH 7.5)、150 mM NaCl、2 mM MgCl)中溶解2、20 mM CHAPS、1 mM DTT和蛋白酶抑制剂),并在存在苯并酶(默克Millipore)的冰上培养1小时。将蛋白质提取物装载在3–12%Novex Bis-Tris梯度凝胶上,用于在20%甘油和5 mM考马斯中的BN-PAGE(生命科技),并使用p63特异性抗体(抗p63EPR5701、ab124762、Abcam)进行蛋白质印迹分析。使用图像实验室软件(Bio-Rad)进行蛋白质条带强度的相对定量。
致谢
我们要感谢患者和家属的合作与信任。这项工作得到了ANR-PRTS、ANR-Emergence、法国皮肤病学会2016和国家皮肤病康复研究所(INSERM)对DA的资助,以及Telethon(GGP16235)对C.M.的资助。
作者贡献
E.A.进行了大部分体外实验,包括从患者皮肤活检中建立和分化表皮细胞培养。L.N.R.参与了2号患者皮肤活检中表皮细胞培养的建立和分化。P.H.S.、S.C.和J.S.对底漆-1遇见/4月24日并评估其在皮肤外用乳膏中的化学稳定性。F.B.和F.M.-P照顾了2号病人。S.S.和C.M.对分化的患者细胞进行p63聚集分析。C.B.分析了结果并编辑了论文。D.A.和S.H.R.构思了项目的想法,分析了结果,并撰写了论文。所有作者都赞同这篇论文。
脚注
G.Melino编辑
出版商备注Springer Nature在公布的地图和机构关联中的管辖权主张方面保持中立。
这些作者贡献相同:Lauriane N Roux、Philippe Henri Secrétan、Franck Boralevi
这些作者共同监督了这项工作:Daniel Abedam、Smail Hadj-Rabia
参考文献
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