新发现痛风致病基因PLAA的致炎机制研究

Genetic factor is the main cause for gout. However the pathogenic genes is rarely reported especially in pedigree gout. We have carried out a whole genome sequencing in a family containing 4 generations, 35 people, 9 primary gout patients, and found a new gene (PLAA) to be associated with gout. PLAA, which encodes phospholipase A2 activator proteins, was regulated by MSU. Preliminary study showed that PLAA expressed in monocytes/marcrophages could be related to NF-κB access activated. Building on this previous work, a study on PLAA 1040-8 A>G mutation of monocytes in gout patients will be carried out to determine the influence on cells migration, differentiation and inflammatory factors secretion in vitro. Functional changes of monocytes will be observed when PLAA gene is overexpressed or down-regulated in the THP-1 cell line. Also, the research project will be focusing on studies of PLAA regulation NF-κB pathways/networks in gout animal model. Our study will shed new light on elucidating the etiology of gout as well as personalized and precision medicine.

遗传因素是痛风发病的关键因素，但目前所知痛风致病基因甚少，而基于家系的致病基因更鲜有报道。课题组前期对一个原发性痛风大家系（4代35人，9名患者）进行全基因组测序分析，发现了一个全新的痛风致病基因PLAA，但其致病机制不清。初步研究的结果显示，该基因编码磷脂酶A2激活蛋白，在单核/巨噬细胞中表达，受MSU调控，与NF-κB信号通路的激活有关。推测PLAA通过调控单核/巨噬细胞内NF-κB炎性通路，参与痛风发病。本课题拟收集携带PLAA突变患者的单核细胞，研究PLAA基因1040-8 A>G点突变对单核细胞迁移、分化、吞噬及炎性因子释放等功能的影响；在人单核细胞系（THP-1）中高表达或低表达PLAA基因，观察PLAA调控NF-κB炎性通路的可能机制；构建自发高尿酸血症的PLAA基因条件敲除痛风动物模型，观察PLAA对痛风发病的影响。该研究将揭示全新的痛风发病机制，为痛风的精准医疗奠定基础。

遗传因素是痛风发病的主要因素。课题组前期工作中应用全基因组扫描家系连锁分析方法在一个原发性痛风大家系（4代35人，9名患者）定位到一个新的痛风致病基因：PLAA基因。本课题对PLAA基因参与痛风发病的可能致炎机制展开研究，结果显示：成功构建PLAA过表达/低表达THP-1细胞株，条件性敲除单核-巨噬细胞PLAA基因的小鼠。使用MSU对不同PLAA表达量的细胞株刺激后，发现PLAA通过正向调节IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α，参与到痛风炎症发作中。在条件性敲除PLAA小鼠的基础上，使用MSU构建急性腹膜炎模型，发现PLAA基因敲除，可以使MSU诱发的腹膜炎中炎症细胞渗出减少，IL-1β、IL-8分泌降低。此外，对用MSU刺激后，通过对MSU刺激后，条件性敲除PLAA小鼠及其对照鼠的原代骨髓单核-巨噬细胞，进行转录组学测序，我们发现了与炎症相关的基因及通路。该研究揭示了新的痛风发病机制，为制定新的痛风诊疗策略和开发治疗痛风的新药奠定基础。