基于骨髓破骨细胞分化微环境研究白细胞介素29（IL-29）在类风湿关节炎骨侵蚀中的作用及调控机制

Numerous studies have shown that the bone marrow edema is the strongest predictor of bone erosion for Rheumatoid arthritis (RA).The accelerated osteoclast activation in bone marrow caused by inflammation-mediated microenvironment might be an explanation, but the exact mechanism remains unclear. We previously reported that IL-29 may contribute to synovia inflammation during RA pathogenesis and play an important role in innate and adaptive immunity. In recent study, we found that IL-29 concentration in sera was associated with increased osteoclast differentation in RA patients, and the expression of IL-28Ra (the specific receptor of IL-29) in the bone marrow of CIA mice was significantly elevated compared to normal control. We therefore hypothesized that IL-29 plays a critical in regulation the microenvironment of osteoclast differentiation. Here we will empoly IL-28Rα knock out mice conditional knockout mice and CIA models, and MRI、MicroCT、EMSA、ubiquition and other techniques to investigate the effect and mechanism of IL-29 on RA bone erosion. Our results will not only help to understand the novel role of IL-29 but also facilitate the identification a novel idea to suppress RA bone erosion.

大量证据表明骨髓水肿是预测类风湿关节炎（RA）骨侵蚀的最强危险因素，炎症导致骨髓微环境异常而引起破骨细胞过度分化激活可能是主要原因，确切机制不明。我们大量原创工作证明新型细胞因子IL-29在RA中有较强促炎作用，且近期新发现RA患者血清IL-29含量与破骨细胞标志基因表达显著相关，胶原诱导关节炎小鼠（CIA）骨髓中IL-29特异性受体IL-28Rα表达显著高于正常鼠。基于我们的工作基础和最新发现，提出假说：IL-29是调节RA骨髓破骨细胞分化微环境的重要细胞因子。本研究以IL-28Rα基因敲除鼠、造血干细胞和髓系细胞特异性IL-28Rα基因敲除鼠、CIA小鼠为模型，利用MRI、MicroCT、EMSA、泛素化等技术从动物、细胞、分子层次，从骨髓微环境的独特视角揭示IL-29对RA骨侵蚀的作用及调控机制。研究成果将有助于发现IL-29新作用靶点及RA骨侵蚀新机制，为RA防治提供新思路。

RA是一种系统性疾病，骨破坏是造成RA患者关节畸形、功能丧失等诸多临床问题的核心因素，阻止RA患者发生骨破坏有利于改善预后，是临床治疗的重要目标。破骨细胞过度活化在RA骨破坏进程中起着关键作用。RANKL是破骨细胞生成的关键性调控因子，多种细胞因子如TNF-α、IL-6、IL-17，也参与破骨细胞生成和活化的调节过程。我们早期实验数据表明IL-29--一个新型细胞因子,在RA患者外周血和关节局部异常高表达，其在RA骨破坏中的作用尚未见报道。本研究中，我们以关节炎小鼠、基因敲除鼠及破骨细胞为研究靶标，运用MRI、MicroCT、病理学体内研究IL-29在RA骨破坏中的作用，体外利用破骨细胞/成骨细胞诱导分化体系，运用病毒转染、荧光定量PCR、western、流式检测等技术研究了IL-29对破骨细胞分化和功能的影响。通过动物实验确认骨髓炎症微环境中IL-29/IL-28Ra轴在RA局部骨破坏中具有明显促进作用，在体外细胞模型中发现了IL-29具有明确的抑制破骨细胞分化的功能，但对成熟破骨细胞的骨吸收功能没有影响。综上，骨髓微环境中低表达的IL-29/IL-28Ra无法抑制破骨细胞在微环境中的分化和生成，导致了破骨细胞迁移到骨表面，而循环中高表达的IL-29/28Ra对成熟破骨细胞的功能没有明显作用。本项目研究结果提示在RA骨髓水肿早期进行IL-29干预，将对阻止RA骨侵蚀具有重要意义。