白介素-21调控Toll样受体介导的滑膜细胞和巨噬细胞活化过程在类风湿关节炎发病中的作用

Interleukin-21 (IL-21) is a cytokine with broad pleiotropic regulatory effects, which plays an important role in the synovitis and bone destruction of rheumatoid arthritis (RA). Animal experiments demonstrate that the mice deficient in IL-21R develop higher joint swelling scores in line with enhanced activation of Toll-like receptor (TLR) 2 during the acute phase of streptococcal cell wall (SCW) arthritis. Our preliminary study found that IL-21 could down-regulate expression of TLR2 on fibroblast-like synoviocytes (FLS) in RA. IL-21 may have anti-inflammatory effect by modulating the pathway of TLRs in RA. This study intends to investigate the effects of IL-21 on TLRs expression and the activation of FLS and macrophages mediated by TLRs in RA and to illustrate its possible mechanism. Collagen induced arthritis (CIA) mice models will be established and treated with IL-21 receptor Fc fusion protein (IL-21R.Fc) at different time points before or after induction of CIA. The effects of anti-IL-21R therapy at different time points on the disease progression and activation of macrophages in CIA mice will be evaluated. The study will illustrate the multiple effects of IL-21 in the pathogenesis of RA and its possible mechanism. It will provide new theoretical and experimental evidence for the application of IL-21 antagonists for the treatment of RA.

白介素-21（IL-21）是一种具有多效调节功能的细胞因子，在类风湿关节炎（RA）的滑膜炎症和骨破坏过程中发挥重要作用。但动物实验发现IL-21受体（IL-21R）基因缺陷小鼠在诱导链球菌细胞壁（SCW）关节炎的急性期关节炎症加重，Toll样受体（TLR）2活化增强。我们前期的实验发现IL-21可以下调RA患者成纤维样滑膜细胞（FLS）表达TLR2。推测IL-21可能通过调控TLR信号通路而在RA中发挥一定的抑炎作用。本研究将探讨IL-21对 RA-FLS和巨噬细胞表达TLR的影响，以及对TLR介导的RA-FLS和巨噬细胞活化过程的调控作用及其作用机制；应用胶原诱导性关节炎（CIA）小鼠模型，观察CIA发病的不同时间点给予IL-21R.Fc融合蛋白治疗对疾病状态的影响。明确IL-21在RA发病机制中的多重效应及其机制，为合理应用IL-21拮抗剂治疗RA提供更多的理论依据和实验基础。

白介素-21（IL-21）是一种具有多效调节功能的细胞因子，在类风湿关节炎（RA）的滑膜炎症和骨破坏过程中发挥重要作用。单核/巨噬细胞是RA炎症介质的主要来源之一，而有关IL-21对单核/巨噬细胞功能的影响目前尚不清楚。本研究旨在探讨IL-21对RA单核/巨噬细胞介导的炎症反应的影响，明确IL-21在RA发病机制中的多重效应及其可能的机制。首先对RA患者血清中IL21及其抗体IL21进行了检测，并探讨其与RA病情的相关性。分别应用人单核细胞系THP-1细胞、健康人及RA外周血单核细胞、RA滑液单核/巨噬细胞进行实验。予IL-21和/或脂多糖（LPS）刺激上述细胞，观察IL-21对单核/巨噬细胞炎症因子分泌的影响。诱导THP-1来源巨噬细胞、健康人及RA外周血单核细胞建立不同来源巨噬细胞极化模型。在极化过程中加入IL-21，检测巨噬细胞表型、基因表达及细胞因子分泌情况，观察IL-21对巨噬细胞极化过程的调控作用。研究结果显示RA患者血清中IL-21及其抗体高于骨关节炎和健康人群，并且与疾病活动具有一定的相关性。IL-21促进LPS介导的THP-1细胞分泌炎性细胞因子，该过程可能通过活化p38、AKT、STAT3信号通路介导；IL-21促进LPS介导的THP-1来源的巨噬细胞产生炎性细胞因子；IL-21在THP-1来源巨噬细胞极化中发挥双向调节作用。IL-21抑制LPS介导GM-CSF诱导的人单核细胞来源的巨噬细胞分泌细胞因子；调节LPS介导M-CSF诱导的人单核细胞来源的巨噬细胞产生细胞因子；IL-21抑制正常人及RA患者外周血单核细胞向M1型巨噬细胞极化，促进其向M2型巨噬细胞极化。IL-21对LPS介导RA患者外周血单核细胞分泌细胞因子无影响；IL-21抑制ERK1/2信号通路下调LPS介导RA滑液单核/巨噬细胞分泌炎性细胞因子。本研究结果提示IL-21在THP-1来源的巨噬细胞中发挥调节作用，并非单纯促炎或抑炎作用；IL-21在健康人及RA外周血单核细胞来源的巨噬细胞中均发挥一定的抑炎作用，提示IL-21可能在RA中发挥免疫调节作用，其可能并非RA合适的治疗靶点，针对IL-21的靶向治疗能否取得临床疗效还有待进一步研究。