内质网应激激活NLRP3炎性小体在狼疮肾炎发病中的作用机制研究

Lupus nephritis (LN) poses a hazard to human health, and currently there are no satisfactory treatments. NLRP3 inflammasome plays a key role in the pathogenesis of lupus nephritis. Our previous work showed that blocking NLRP3 signaling pathway or its upstream molecule P2X7 could significantly ameliorate LN. Our preliminary experiments showed upregulated expression of endoplasmic reticulum stress (ERS)-related molecules in the kidneys of lupus-prone mice, and ERS activator tunicamycin (Tm) can induce NLRP3 inflammasome activation in mouse podocytes. But it is unknown that how ERS regulates NLRP3 inflammasome. In this study, we will first observe the activity of ERS and NLRP3 signaling pathways in lupus-prone mice. And then we will explore the therapeutic effects of ERS inhibitors and their effects on NLRP3 signaling pathways in vivo. Furthermore，we will investigate the mechanisms of ERS regulating NLRP3 signaling pathways using lupus podocytes and bone marrow-derived macrophages (BMDM). Finally, clinical significance of ERS and NLRP3 inflammasome-related molecules in clinical specimens of lupus patients will be analyzed. This project will help to further clarify the pathogenesis of LN and discover new therapies.

狼疮肾炎（LN）严重危害人类健康，但目前缺少满意的治疗方案。既往其他人及我们前期的研究均显示阻断NLRP3或其上游P2X7分子可显著减轻小鼠LN。我们的预实验显示LN小鼠肾组织GRP78表达较正常对照小鼠显著上调，同时伴有IRE1和PERK的磷酸化明显增加，提示在LN发病中有ERS发生；应用ERS激活剂衣霉素(Tm)能激活小鼠肾脏足细胞 NLRP3炎性小体。但目前ERS调控NLRP3炎性小体的具体机制不明。本研究首先探讨狼疮小鼠MRL/lpr肾组织中ERS及NLRP3信号通路活化情况，进而利用ERS抑制剂体内干预狼疮小鼠模型，观察其治疗作用及NLRP3信号通路变化情况；体外通过狼疮小鼠足细胞和骨髓巨噬细胞研究ERS对NLRP3炎性小体信号通路的具体调控机制；最后利用狼疮患者临床标本分析ERS通路和NLRP3炎性小体通路分子表达的临床意义。本项目有助于进一步明确LN发病机制、探索新疗法。

系统性红斑狼疮(SLE）是常见的严重自身免疫性疾病，可引起全身多系统损害。这一疾病严重危害人们健康，尤其是女性健康，带来了沉重的社会经济负担。尽管目前SLE的治疗现状较过去几十年有显著改善，SLE的死亡率仍然较高，而狼疮肾炎(LN)是引起SLE不良预后的关键因素。传统的免疫抑制治疗尽管改善了LN的预后，但可能会带来严重的不良反应。目前LN的发病机制仍不明确，继续深入研究LN的发病机制将有助于探索新的有效的治疗靶点，为解决临床诊疗问题提供重要依据。我们分析了狼疮易感小鼠MRL/lpr肾脏内质网应激通路分子的表达变化，结果发现与正常对照小鼠比较，MRL/lpr小鼠肾脏组织内质网应激通路分子IRE1、PERK、ATF6、NLRP3基因表达显著上调。我们进而探讨了应用内质网应激抑制剂4-PBA对MRL/lpr狼疮小鼠体内的治疗作用。结果显示，4-PBA治疗减轻狼疮小鼠肾脏病理损害、减轻狼疮小鼠蛋白尿、抑制狼疮小鼠抗dsDNA抗体的产生。我们体外应用内质网应激调节剂Curcumin作用于抗dsDNA抗体阳性的血清刺激小鼠足细胞，结果显示Curcumin可以抑制抗dsDNA抗体阳性的血清刺激的小鼠足细胞NLRP3活化。最后我们在体内应用干预MRL/lpr自发性狼疮鼠，观察抑制内质网应激对NLRP3炎性小体活化、自身抗体产生以及小鼠肾功能和病理损害的影响。结果显示，Curcumin治疗减少蛋白尿和肾脏炎症、抑制脾大和抗dsDNA产生、减轻狼疮的小鼠NLRP3炎性体活化。以上相关研究数据已发表在国际期刊上(Int Immunopharmacol 2019;69:213-216.)。本项目研究阐明了ERS信号通路参与LN病理生理进程，抑制ERS通过调控NLRP3炎性小体通路减轻LN病变及其分子机制。具有转化医学研究意义，ERS/NLRP3通路及其相关的关键调控分子有望成为狼疮肾炎治疗的新靶点。