cyr61通过内质网应激/自噬通路参与调控类风湿关节炎滑膜成纤维样细胞异常增殖、促炎及骨破坏的机制研究

Rheumatoid arthritis synovial fibroblasts（RASFs）play a key role in the development of rheumatoid arthritis through regulating the secretion of inflammatiory cytokines, cartilage degradation and bone erosion. However, the mechanism behind is unknown. Previous research have reported that both cysteine-rich 61(cyr61) and endoplasmic reticulum stress(ERS)/autophagy process had participated in the abnormal proliferation and inflammatory cytokine secretion of RASFs. Our study showed cyr61 could trigger ERS/autophagy process in RASFs, more precisely, the IRE1(one of the three ER stress sensors)/p-JNK/autophagy precess. So we hypothesized that cyr61 mediated the proliferation, proinflammation and bone destruction of RASFs through triggering the ERS/autophagy process. In this project, we plan to perform clinical study, and practice RASFs functional experiments after RASFs treated with human recombinant cyr61 protein or lentiviral shRNA-IRE1 or moleculr inhibitors, and finally, treat the CIA mice with lentiviral shRNA-IRE1 to evaluate the suppressive effect on joint inflammation and bone destruction when the IRE1 is knockdown. We aim to explore the mechanism of cyr61 regulating RASFs cellular homeostasis and provide new evidence for cyr61-targeting therapy in RA.

类风湿关节炎滑膜成纤维样细胞（RASFs）通过其促炎及骨破坏作用参与类风湿关节炎（RA）发病，但其机制尚不清楚。研究表明，高半胱氨酸蛋白61（cyr61）和内质网应激/自噬通路二者均与RASFs异常增殖和促炎作用相关。我们前期工作发现，cyr61能够激活RASFs内质网应激/自噬通路，尤其是内质网感受器蛋白IRE1/p-JNK/自噬通路。由此提出：cyr61通过内质网应激/自噬通路调控RASFs异常增殖、促炎及骨破坏。本课题拟通过临床研究、应用cyr61重组蛋白或慢病毒shRNA-IRE1转染以及小分子抑制剂等来处理RASFs，观察细胞异常增殖、促炎及骨侵蚀的情况；最后通过CIA小鼠转染慢病毒shRNA-IRE1，观察阻断IRE1对小鼠关节炎及骨破坏的抑制效应。本课题旨在探讨cyr61通过调控细胞稳态参与RASFs异常增殖、促炎及骨破坏的机制。

类风湿关节炎（RA）是一种以滑膜炎为特征的自身免疫病。RA滑膜成纤维样细胞（RASFs）的异常增殖和高侵袭性表型转换在滑膜炎中发挥核心作用，但其表型转换的机制尚不清楚。本课题组首先分别从滑膜组织学水平和细胞水平证实RA患者滑膜组织和RASF中内质网应激相关蛋白（内质网应激感受器IRE1、内质网应激分子伴侣GRP78）和自噬标记蛋白LC3的表达均较OA滑膜组织和OASF有不同程度的升高。进一步通过小分子干预发现内质网应激抑制剂4-PBA、JNK通路抑制剂sp600125、自噬抑制剂3-MA处理后均可使RASF的增殖、侵袭水平显著下降；同时采用慢病毒sh-RNA-ERN1敲低IRE1表达可使RASF的增殖和侵袭能力同样显著减弱且在加入自3-MA处理后，这一抑制作用进一步加重。这些结果提示RA关节腔慢性炎症状态可诱导RASF出现通过IRE1/JNK通路介导内质网应激-自噬信号激活，参与RASF表型转换及RA滑膜炎的形成。本课题组通过对5ug/ml Cyr61刺激24h后的RASF进行转录组学RNA-seq检测发现，Cyr61处理导致自噬启动相关的多个基因可见不同程度的上调。进一步，我们发现5μg/ml Cyr61刺激RASF可升高IRE1和LC3表达水平。这些结果提示Cyr61可通过IRE1/JNK通路介导内质网应激/自噬发生，促进RASF的异常增殖和侵袭能力增强。临床方面，本课题组通过分析了177例RA患者和50例健康对照发现RA患者的血清Cyr61水平显著高于健康对照者，但临床缓解/低疾病活动度RA患者Cyr61水平明显高于中/高疾病活动度者；血清Cyr61水平与肿胀/压痛关节数、疾病活动度评分呈负相关。此外，Cyr61水平升高与良好的治疗效果相关。这提示Cyr61在RA疾病诊断及预后方面具有重要价值，可作为潜在生物学标记物。综上，Cyr61在RA发病机制中发挥复杂、多样的功能且在不同细胞和部位的作用不尽相同。一方面：在关节腔局部，Cyr61可通过IRE1/JNK通路介导内质网应激/自噬发生，促进RASF的异常增殖和侵袭能力增强等表型转换进而参与RA发生、发展；另一方面，在外周血中，血清Cyr61的水平与RA患者疾病度呈负相关，可能在RA发病中发挥保护作用。这些结果提示开发以Cyr61为RA治疗靶点时需要考虑到其复杂多样功能，实现精准化干预。