抗体的体细胞超变在鼠狼疮性肾炎形成中的作用及机制研究

IgG autoantibody with high affinity is considered crucial for the development of lupus nephritis (LN). The production of the pathogenic antibodies requires two different types of genetic alterations, somatic hypermutation (SHM) and class-switch recombination (CSR). However, the distinct contributions and the mechanisms of SHM and CSR during the development of LN are still unknown..To address these questions, we generated SHM-specific deficient mice for the first time. The mutant mice are suitable for evaluation of the contribution and the mechanism of SHM in physiological and pathological conditions. In this study, SHM-deficient mice will be backcrossed to MRL/lpr mice, which is the best model of human systemic lupus erythematosus (SLE) because it shares many characteristics with human SLE, especially in the development of LN. Once we get the SHM-deficient MRL/lpr mice, the LN development phenotype will be determined firstly, and then be used to assess the role of SHM in LN. Secondly, the following phenotypes will be detected: the concentration and the affinity of the anti-nuclear components autoantibodies, the formation and the deposition of autoimmune complex, the complement activation, and the type Ⅲ hypersensitivity. Finally, the relationship of the above phenotypes will be established and be used to elucidate the mechanism of SHM in LN. The production of autoantibodies is the one of the common features in human autoimmune disease, therefore, the present study might help to elucidate one of the common mechanisms of autoimmune disease development, and also provide a target to design the new therapeutic approach.

具有高亲和力的IgG型自身抗体的产生是狼疮性肾炎（lupus nephritis, LN）形成的关键因素。B细胞内这种抗体的生成必须要经过2个重要的基因改变事件，即体细胞超变（SHM）和类型转换（CSR）。但一直以来，对SHM和CSR在LN形成中的各自作用及机制并不清楚。.为此，我们建立了国际上首个SHM特异性缺陷鼠。在本研究中，SHM缺陷将被引入MRL/lpr狼疮鼠，从而建立SHM缺陷的狼疮鼠模型。我们首先将通过多个指标全面检测其LN的发病状况，直接评价SHM在LN形成中的作用。其次通过检测自身抗核抗体的滴度及亲和力、自身免疫复合物的形成与沉积、补体激活、Ⅲ型超敏反应等，建立这些表型间的相关性，阐明SHM在LN形成中的作用机制。由于自身抗体的产生是自身免疫病的共性，因此本研究还对其他类型自身免疫病致病机理的阐明具有参考价值，并有望为临床治疗提供一个有效的分子靶点候选。

系统性红斑狼疮（SLE）是一种严重威胁人类健康的自身免疫性疾病。在目前已知的非常有限的发病机理中，针对自身抗原产生的高亲和力IgG在患者体内的显著增加被认为是SLE形成的关键因素。高亲和自身抗体的产生需要经过两个重要的基因改变事件，即抗体的体细胞超变（SHM）和类型转换（CSR）。由于SHM和CSR两个基因改变事件由同一个酶（AID）决定，故一直以来，无法对SHM和CSR在SLE形成中的各自作用及机制进行研究。我们在前期工作中，建立了国际上首个SHM特异性缺陷的鼠模型（AIDG23S），使得完成上述研究成为可能。在本项目中，首先通过杂交、回交等繁育手段，将SHM特异性缺陷背景引入到研究人SLE的最佳动物模型MRL/lpr鼠中，最终建立了SHM缺陷的MRL/lpr鼠模型（AIDG23S MRL/lpr），并将其用于了直接评价SHM在SLE形成中作用及机制的研究。研究发现，SHM缺失导致了狼疮性肾炎鼠体内IgG抗体高亲和力的缺失。进而发现，在小鼠外周总IgG水平不变的情况下，血清中anti-ds DNA IgG、ANA-IgG等自身抗体的水平显著下降，同时伴随肾脏部位IgG和C3补体沉积的显著降低。这些结果提示，SHM缺失与自身免疫反应和Ⅲ型超敏反应的缓解密切相关，并将因此有效缓解狼疮性肾炎鼠肾脏的病理改变。进一步实验表明，SHM缺失显著抑制了狼疮性肾炎鼠肾小球鲍曼氏囊壁增厚、系膜基质增生、肾小球内细胞数量增加和肾脏组织炎性细胞浸润等，有效缓解了肾脏组织的病理改变。评价肾脏功能的实验进一步证明，SHM缺陷显著降低了小鼠的尿蛋白、血尿素氮和血肌酐水平，维持了狼疮性肾炎鼠肾脏功能的正常。实验结果同时表明，SHM缺陷的MRL/lpr鼠显著提高了其52周的存活率，有效地缓解了狼疮性肾炎的疾病进程。综上所述，SHM的缺陷可以有效地缓解鼠狼疮性肾炎的发生。本研究首次直接证明了SHM在鼠狼疮性肾炎形成中的重要作用及机制，其成果不仅有助于阐明多种自身免疫病的共同致病机理，而且还为设计新的人SLE治疗方法和途径提供了有价值的实验基础和作用靶点。