糖皮质激素靶标软骨细胞MMP13抑制关节炎症的分子机制研究

Rheumatoid arthritis (RA), a chronic, systemic autoimmune disease with high incidence and caused disability, is characterized by synovitis, cartilage degradation and bone destruction. Glucocorticoids (GC) are cost-effective in the treatment of RA, but their application is limited by adverse effects. Clarifying the mechanism of GC would help to cure RA. Our previous study found that chondrocytes play an important role in inflammation, and exogenous GC may suppress arthritis by down-regulating of chondrocyte-derived MMP13. We propose that GC targets on chondrocyte-derived MMP13, reducing the secretion of CyPB and then suppresses the secretions of MMPs and cytokines in synovial cells by inhibiting CyPB-CD147 signaling pathway, thus inhibiting joint inflammation of RA. In this project, we intend to use Transwell cell-cell co-culture system, antibody blocking experiments, adenovirus vector transfection, RNA interference, chondrocyte-specific MMP13 knock-out transgenic mice, K/BxN serum transfer-induced arthritis model (STIA) and collagen-induced arthritis (CIA) model, to verify the hypothesis in molecular, cell, tissue and animal levels. After completing this project, the effects of chondrocytes in the synovitis of RA would be revealed, and the target of GC in the treatment of RA would be clarified. This will help to reduce the adverse effects of GC and potentially lend insight into the design of new drugs for the treatment of RA.

类风湿性关节炎（RA）是一种以慢性滑膜炎症、软骨降解和骨破坏为特征的自身免疫性疾病，患病率高、致残率高。糖皮质激素（GC）治疗RA经济有效，但是不良反应使其应用受限。阐明GC的作用机制有助于RA的治疗。我们前期研究发现，软骨细胞在炎症中具有重要作用，外源性GC可能通过下调软骨细胞MMP13从而抑制关节炎症。本课题拟采用Transwell共培养、抗体阻断实验、腺病毒载体转染、RNA干扰、软骨细胞特异性MMP13敲除的转基因小鼠、K/BxN血清诱导的关节炎模型和胶原性关节炎模型等，从分子、细胞、组织以及动物整体水平验证“GC靶标软骨细胞MMP13下调CyPB分泌，进而抑制滑膜细胞CyPB-CD147信号通路，降低滑膜细胞MMPs和炎性因子分泌从而减轻滑膜炎症”这一假说，揭示软骨细胞上调滑膜炎症参与RA发生发展的机制，明确GC治疗RA的靶点，为降低GC的不良反应和研制新的RA治疗药物提供思路。

类风湿性关节炎（RA）的主要病理特征是慢性滑膜炎症、软骨降解和骨破坏。糖皮质激素（GC）治疗RA经济有效，但因其作用机制未明导致不良反应明显，从而使其应用受限。研究发现滑膜细胞分泌炎性因子促进软骨降解和骨破坏，但是炎性软骨对滑膜的作用如何，能否参与甚至控制RA的炎症进程，尚未见报道。本项目采用Transwell共培养、抗体阻断实验、腺病毒载体转染、RNA干扰、软骨细胞特异性MMP13敲除的转基因小鼠、K/BxN血清诱导的关节炎模型和胶原性关节炎模型等多种实验手段，从分子、细胞、组织以及动物整体等不同层面，①检测了软骨是否通过MMP13影响滑膜细胞的生物学活性②检测了软骨细胞MMP13直接作用于滑膜细胞，还是通过降解软骨基质释放新的成分上调滑膜炎症③研究了软骨细胞MMP13降解软骨基质释放何种物质作用于滑膜细胞④检测了软骨细胞MMP13调控滑膜细胞的信号转导通路⑤检测了软骨组织和软骨细胞对炎性关节中其他细胞的影响。研究结果证明了软骨细胞在RA炎症进程中具有重要作用：软骨细胞受到炎症因子刺激后，通过升高的MMP13降解软骨基质释放CyPB，CyPB作用于滑膜细胞加重其炎症反应，滑膜细胞进而释放更多的炎性因子作用于软骨细胞，以此形成正反馈环路，加重RA发生发展。在此基础上，进一步研究了抗RA药物糖皮质激素（GC）抗RA的作用机制，研究结果表明：GC靶标软骨细胞MMP13，下调软骨基质CyPB分泌，进而抑制滑膜细胞CyPB-CD147-NF κB信号通路，降低滑膜细胞炎性因子分泌从而减轻滑膜炎症和软骨破坏。本项目揭示了炎性软骨上调滑膜炎症从而参与RA发生发展的机制，拓展了人们对RA发病机制的认识。此外，明确了GC抑制关节炎症的靶细胞和具体的分子作用机制，为设计和开发治疗RA的新药提供了新方向。本项目的完成为临床上更加安全、合理得使用GC治疗RA和其他免疫相关的骨关节疾病提供了新思路。