LCE-Proteine

LCE-Proteine (LCE  steht für: Late Cornified Envelope) sind kleine kationische Epidermisproteine, Bestandteile der epidermalen Differenzierungsregion (EDC). Die jeweils kodierenden Gene sind in einem Gencluster auf Chromosom 1q21 lokalisiert. Die LCE-Proteine werden spät (Late Cornified Envelope) in der Keratinozyten-Differenzierung im Stratum granulosum/stratum corneum als Bestandteil der cornified envelope (CE) exprimiert (Niehues H et al. 2023).

Die LCE-Proteine stabilisieren die epidermale Barriere, die mechanische Integrität. Außerdem erweisen sie sich als wichtige Faktoren in der antimikrobiellen Abwehr.

Bei dem „Cornified Envelope“ handelt es sich um membranartige, 15 nm dicke, dichte und sehr schwer lösliche Strukturen an der inneren Seite der Zellmembran der Korneozyten. Sie bilden damit eine schwer zu durchdringende protektive Barriere gegen Umweltfaktoren. Der "cornified envelope" ist aus zahlreichen Proteinen zusammengesetzt. Hierzu gehören: Filaggrine, Involucrin, Loricrin, die "small proline rich proteins" (SPR), Repetin u.a. Die Gene dieser Proteine liegen alle in dem Cluster des epidermalen Differenzierungskomplexes (EDC), der sich im Bereich Chromosom 1q21 befindet. Das CE entwickelt sich während der Keratinisierung, die als eine besondere Form einer gesteuerten, physiologischen  Apoptose bezeichnet werden kann.

Bekannt sind 18 funktionelle LCE-Gene, die in 6 Subfamilien (LCE1–LCE6) unterteilt sind.

LCE1-Proteine/LCE1-Gen/konstitutive Barriere

• LCE1A-Protein/ LCE1A-Gen /Keratinisierungsprozess 
• LCE1B-Protein /gesunde Haut
• LCE1C-Protein /terminale Differenzierung
• LCE1D-Protein /niedrige Entzündungsantwort
• LCE1E-Protein / LCE1E-Gen /Verhornungsprozess Stratum granulosum-Str.corneum

• LCE2A-Protein/Strukturelle Stabilität des Cornified Envelope
• LCE2B-Protein/Strukturelle Stabilität des Cornified Envelope
• LCE2C-Protein/Barriereprotein
• LCE2D-Protein/Keratin-assoziiert

LCE1A-F sowie LCE2A-D können als konstitutive LECs bezeichnet werden. Sie werden in der normalen Haut dauerhaft exprimiert und sorgen für die mechanische Stabilität der Epidermis.

LCE3-Proteine/induzierbar durch Entzündung

• LCE3A-Protein/ LCE3A-Gen
• LCE3B-Protein/ LCE3B-Gen /Wundantwort/
• LCE3C-Protein/ LCE3C-Gen / Psoriasis-assoziiert/
• LCE3D-Protein/Barriere-Reparatur
• LCE3E-Protein/Antimikrobiell

Die LCE3-3E können als Stress- oder Entzündungsproteine ​​bezeichnet werden. Sie sind stark induzierbar bei Barrierestörungen, Verletzungen des Epithels, nach Stimulierung durch versch. Zytokine, beispielhaft bei Psoriasis. Für Psoriasis (Ps) und Psoriasis-Arthritis (PsA) konnten Suszeptibilitätsgene innerhalb des LCE-Genclusters (Late Cornified Envelope) identifiziert werden, insbesondere das Gene des Clusters 3 (LCE3). Die Deletion von LCE3B und LCE3C (LCE3C_LCE3B-del) sind signifikant mit diesen beiden Erkrankungen verbunden. Gen-Gen-Wechselwirkungen zwischen LCE3-Genen und anderen Genen stehen ebenfalls im Zusammenhang mit Ps und PsA. LCE3-Gene haben auch eine pleiotrope Wirkung auf einige Autoimmunerkrankungen, wie rheumatoide Arthritis, atopische Dermatitis und systemischer Lupus erythematodes (Shen C et al. 2015; Docampo E et al. 2010; de Cid R et al. 2009).

LCE4-Protein/LCE4A-Gen/spätes Differenzierungsprotein

LCE5-Protein/LCE5A-Gen/stark hydrophobes Protein

LCE6-Protein/LCE6A-Gen/nur gering exprimiert, Funktio n?

Die Sonderformen LCE4- LCE6 werden nur gering exprimiert. Sie werden als Strukturelemente in der CE-Quervernetzung vermutet.  

1. Bowcock AM et al. (2004) The genetics of psoriasis, psoriatic arthritis and atopic dermatitis. Hum. Mol. Genet 13(Spec No 1):R43–55. -
2. de Cid R et al. (2009) Deletion of the late cornified envelope LCE3B and LCE3C genes as a susceptibility factor for psoriasis. Nat Genet 41:211-215.
3. Docampo E et al. (2010) Deletion of the late cornified envelope genes, LCE3C and LCE3B, is associated with rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 62:1246-1251.
4. Niehues H et al. (2023) CYSRT1: An Antimicrobial Epidermal Protein that Can Interact with Late Cornified Envelope Proteins. J Invest Dermatol 143:1498-1508.e7.
5. Shen C et al. (2015) Association of the late cornified envelope-3 genes with psoriasis and psoriatic arthritis: a systematic review. J Genet Genomics 42:49-56
6. Zhang XJ et al. (2009) Psoriasis genome-wide association study identifies susceptibility variants within LCE gene cluster at 1q21. Nat Genet 41:205–210. -