LL-37-mtDNA复合物诱导类风湿性关节炎发生的分子机制

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory arthritis characterized by pain, swelling and destruction of synovial joints, resulting in functional disability. Because its etiology is unclear, the existing clinical therapies can hardly cure RA. Our previous work has proved that human antibacterial peptide LL-37 forms a complex with mitochondrial DNA (LL-37-mtDNA). LL-37-mtDNA escapes from the autophagy and activates toll-like receptors 9 (TLR9), causing continuous immune inflammatory responses. After analyzing the clinical samples from RA patients, we found that the LL-37-mtDNA was highly related to the occurrence of RA. On this basis and in order to reveal the mechanism of RA induced by LL-37-mtDNA, this project will study 1) its effect on TLR9 after LL-37-mtDNA escapes from autophagy; 2) the influence on secretions of chemokines by synovial cells and inflammatory factors by inflammatory cells; 3) the influence on matrix metalloproteinases which regulate the of generation pannus in the joints. At the same time, we will build animal models to evaluate curative effect of LL-37-mtDNA antibodies on RA. This project will illustrate the mechanism of RA induced by LL-37-mtDNA and will provide new potential targets for RA treatment.

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性关节疾病，能引起滑膜关节损伤和肿胀，并致残。因其病因不明，现有治疗手段无法治愈。我们的前期工作表明人源抗菌肽LL-37和线粒体DNA复合物（LL-37-mtDNA）能逃避机体自噬作用，启动Toll样受体9（TLR9）引发机体持续的免疫炎症反应（Immunity 2015, 43(6): 1137-47）。通过分析RA病人的临床样本，我们发现LL-37-mtDNA与RA的发生密切相关。此基础上，本项目从1）LL-37-mtDNA逃避自噬对TLR9的影响；2）对滑膜细胞分泌趋化因子、炎症细胞分泌炎性因子的影响；3）对调控血管翳生成的基质金属蛋白酶的影响等三方面揭示LL-37-mtDNA诱导RA发生的分子机制。同时构建动物模型，评价该复合物抗体治疗RA的效果。本项目的实施将探索LL-37-mtDNA复合物诱导RA的机制，为RA的治疗提供潜在新靶点。

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性、自身免疫性的关节疾病，其主要的病理特征为持续的炎症反应、自身抗体的产生、骨和软骨的侵蚀和滑膜增生。在我们的前期研究中发现多肽LL-37与线粒体DNA（mtDNA）形成的复合物LL-37-mtDNA能够激活树突状细胞产生干扰素-α（IFN-α），并逃避脱氧核糖核酸酶Ⅱ（DNase Ⅱ）的降解和自噬小体的识别，引发持续的炎症反应。. 本课题主要从1.LL-37-mtDNA 复合物诱导 RA 的分子机制研究； 2.LL-37-mtDNA 复合物抗体治疗 RA 的效果评价。两方面内容开展研究。在研究中重要结果和关键数据包括：1)复合物大量存在于RA病人病灶和血浆中。2)确定了LL-37-mtDNA能够逃避类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞（RA-FLS）细胞自噬激活Toll样受体9 （TLR9），启动核转录因子-κB（NF-κB）信号通路，进而促进RA-FLS产生多种趋化因子和炎性因子，趋化免疫细胞浸润。3)LL-37-mtDNA复合物能够激活巨噬细胞caspase-1信号通路，分泌白介素-18 （IL-8）和白介素-12（IL-12），促进辅助性T细胞（Th）从Th0向Th1型细胞的分化，并抑制Th0向Th2型细胞的分化，引起Th1/Th2平衡失调，获得性免疫反应持续激活，最终导致机体自身免疫反应的启动。4)通过构建胶原诱导小鼠类风湿性关节炎（CIA）模型，我们发现LL-37鼠源多肽（Cramp）与mtDNA复合物能够加重小鼠类风湿性关节炎的骨侵袭现象，而通过制备Cramp -mtDNA复合物的抗体对CIA进行治疗，能够显著抑制小鼠类风湿性关节炎的疾病进程。. 以上的研究发现为LL-37-mtDNA复合物作为类风湿性关节炎治疗的新型分子靶标提供了理论基础和前期应用数据。我们申请了相关专利，并解析了复合物的结构，为进一步进行临床研究奠定基础。