IL-37参与急性痛风关节炎的自发缓解及其信号转导通路的分子机制研究

Gouty arthritis（GA） is induced by monosodium urate (MSU) crystal deposition in articular joints and periarticular tissues, the acute inflammatory response in gout is characteristically self-limiting. We observed that the expression level of both TGFβ1 and IL-37 were increased in the spontaneous resolution process of acute gouty arthritis. It was reported that TGFβ1 was highly effective induce IL-37, furthermore, IL-37 and Smad3 protein of TGFβ1 signal form a functional complex and take part in the anti-inflammatory activity. We propose that TGFβ1 signal promote IL-37 which is involved in spontaneous resolution of acute gouty arthritis. However, the underlying molecular mechanism remains elusive. Based on the results above, we want to know whether Smad2, Smad3 and Smad4 play a role in which IL-37 inhibit the expression of pro-inflammatory cytokine after MSU crystal stimulate peripheral blood mononuclear cell and RAW cell. We further investigate that IL-37 regulates the molecular mechanism of transcription activity of NF-?B mediated by MSU crystal. We will combine TGFβ1 signal with IL-37 and uncover molecular basis of spontaneous resolution of acute gouty arthritis.

痛风关节炎由尿酸盐（MSU）晶体沉积在关节腔和关节周围组织引起，痛风急性炎症反应的一个显著特征是自限性。我们前期研究发现TGFβ1和IL-37在急性痛风关节炎自发缓解过程表达水平显著升高。已有文献报道TGF-β1信号能诱导IL-37的产生，IL-37与TGF-β1信号通路中的Smad3蛋白相互作用参与抗炎活性。我们推测TGFβ1促进IL-37参与急性痛风关节炎的自发缓解，但其分子机制有待阐明。本研究以此切入TGFβ1信号通路中的Smad2、Smad3和Smad4可能参与IL-37抑制MSU晶体介导的炎症反应；并揭示IL-37与Smad蛋白相互作用抑制MSU晶体介导的NF-κB转录活性的分子机制。本项目将IL-37与TGF-β1信号密切联系起来揭示急性痛风关节炎自发缓解的分子基础。

急性痛风性关节炎是一种尿酸盐在关节及关节周围组织以结晶形式沉积引起的具有自限性和以剧烈疼痛为特点的急性无菌性炎症反应，是痛风最常见的首发症状。IL-37是机体固有的免疫抑制因子，目前体内外实验均已证实IL-37对多种炎症反应具有抑制作用。我们收集了痛风关节炎急性期，痛风关节炎非急性期以及健康对照的男性血液标本，分析了血清中IL-1β、IL-6、TNFα、TGF-β和 IL-10以及部分外周血的单个核细胞（PBMC）中IL-37的表达水平,发现IL-37的表达水平与TGF-β一样，健康对照<痛风关节炎非急性期<痛风关节炎急性期，暗示IL-37参与了MSU晶体诱导的炎症反应。因此我们通过体内外实验证实IL-37可能参与MSU晶体诱导的炎症反应。首先采用体内实验，已有研究显示在PBMC 中可以诱导IL-37的表达，我们用不同浓度的MSU晶体刺激PBMC，24小时后检测，发现100μg/ml的MSU晶体刺激PBMC后，IL-37的表达水平最高。进一步干扰PBMC中IL-37的表达，然后用100μg/ml的MSU晶体刺激，发现细胞培养上清中IL-1β、IL-6和TNFα的表达水平显著升高，而抗炎因子TGF-β和 IL-10的水平无显著变化。然后进行体外实验，在巨噬细胞中转染IL-37的质粒，再用MSU晶体进行刺激，与对照组相比，转染IL-37的细胞培养上清中IL-1β、IL-6和TNFα的表达水平大大降低，而抗炎因子TGF-β和 IL-10的水平无显著差异。另外，由于女性在绝经后痛风的发病率显著升高，因此雌激素与女性痛风的发病风险密切相关。血液中的尿酸水平与痛风密切相关，尿酸转运蛋白Glut9在肾近端小管高表达，是一个调节尿酸平衡的主要因子，其遗传失活会导致血尿酸浓度异常。我们的研究发现雌激素通过肾小管上皮细胞膜上的雌激素受体β诱导自噬而降低Glut9在细胞膜上的表达。因此，IL-37 和雌激素可能为痛风关节炎的发病机理和治疗提供新的研究靶点。