SLPI通过Wnt/β-catenin及NF-κB信号通路抑制强直性脊柱炎骨化与炎症的机制研究

Ankylosing spondylitis (AS) is an autoimmune disease, the advanced stage of which may disable affected patients to manage activities of daily living, thus exerting a burden to the society and family. Unfortunately, the unclear pathogenesis of AS results in the stagnant diagnosis and treatment. In inflammation and ossification that appear to be the most typical pathological features of AS, NF-κB and Wnt/β-catenin function as the most important signal pathways. Although the association between immune-related protein SLPI and AS has not been reported, its close relationship with above two pathways has been verified in studies focusing on other diseases. Our previous study has found increased expression of SLPI in clinical AS samples and preliminarily demonstrated its inhibitory effect on AS inflammation. On the strength of above basis, we intend to perform the following explorations: (1) to determine the expression of SLPI in clinical AS samples; (2) to study the action mechanism of SLPI in AS inflammatory response through cell experiment; (3) to research the action mechanism of SLPI in AS osteogenic differentiation based on our previously established AS osteoblast model; (4) to investigate the effect of SLPI on AS pathological features via our previously established AS mouse model. The aforementioned explorations are expected to provide an evidence for identifying SLPI as a potential AS therapeutic target or biomarker.

强直性脊柱炎（AS）是一种自身免疫性疾病，病情发展至晚期可致患者丧失生活自理能力，对社会和家庭造成负担。AS发病机制尚不明确，导致其诊断与治疗停滞不前。炎症和骨化是AS最典型的病理特征，而NF-κB和Wnt/β-catenin是其中最重要的信号通路。SLPI是一种免疫相关蛋白，虽然它与AS之间还未曾有任何研究报道，但在其它疾病研究中已被证实与上述两条通路关系密切。我们前期研究已发现SLPI在AS临床样本中表达增高，并初步证实它能够抑制AS炎症发生。基于上述基础，我们拟开展以下研究：1、明确SLPI在AS临床样本中表达情况；2、通过细胞实验研究SLPI对AS炎症反应作用机制；3、以前期建立的AS成骨细胞模型为基础，研究SLPI对AS成骨分化作用机制；4、以前期建立的AS小鼠模型为基础，研究SLPI对AS病理特征的影响。希望基于以上研究工作，为SLPI成为AS潜在治疗靶点或生物标志物提供依据。

强直性脊柱炎（AS）是一种自身免疫性疾病，其发病机制尚不明确，导致其诊断与治疗停滞不前。炎症和骨化是AS最典型的病理特征，而NF-κB和Wnt/β-catenin是其中最重要的信号通路。SLPI是一种免疫相关蛋白，我们前期研究已发现SLPI与AS炎症病理进程高度相关。基于上述背景及预实验基础，本次课题我们开展了以下研究内容并取得相应结果：1、通过对AS组及对照组（50例：50例）的血清、外周血PBMC和韧带组织三类样本进行检测对比，发现AS组在三类样本中的SLPI含量均显著高于对照组；2、基于LPS诱导的成纤维细胞炎症模型，通过添加hSLPI和siRNA干扰作为干预条件，我们发现SLPI过表达组细胞的TNF-α及TL-6转录表达量明显低于低表达组，进而我们还发现SLPI过表达组细胞质中 IκBα蛋白含量显著增加，而细胞核中NF-κB蛋白含量显著减少；3、基于骨化培养基诱导的AS成骨细胞模型，通过添加hSLPI和shRNA感染（增长作用时间）作为干预条件，我们发现SLPI过表达组成骨染色显著弱于低表达组，同时也检测到ALP和unx-2两个骨化相关因子含量明显低于低表达组（OCN含量差异不明显），最后我们还发现SLPI过表达组细胞核中β-catenin蛋白含量及其核/质比均显著低于低表达组，而细胞质中β-catenin蛋白含量显著高于低表达组；4、基于AS小鼠模型（PGIA小鼠），通过免疫组化检测方法发现SLPI过表达组的骶髂关节和髋关节组织中SLPI含量显著高于低表达组，而膝、踝关节组织中SLPI含量差异不显著。进而我们还发现SLPI过表达组从第21周开始处死时炎症骨化评分显著低于低表达组，而这之前处死的小鼠评分差异不显著。最后我们还发现从第8周开始SLPI过表达血清中TNF-α和IL-6两个炎症因子含量即显著低于低表达组。综合上述研究结果，我们基本对本课题组之前提出的科学假设完成了验证：SLPI可能通过抑制 IκBα 蛋白降解，进而经 NF-κB 信号通路抑制 AS 炎症病理进程；同时也可能通过抑制 β-catenin 入核，进而经 Wnt/β-catenin信号通路抑制 AS 骨化病理进程。上述研究成果的意义在于证实了SLPI 可能基于对Wnt/β-catenin及NF-κB这两条信号通路的作用机制而成为 AS 的潜在治疗靶点或诊断性生物标志物。