炎性趋化因子在伯氏疏螺旋体膜蛋白BmpA诱发关节炎中的病理作用

Lyme disease is an important tick-borne infectious disease caused by Borrelia burgdorferi, Lyme arthritis has the high incidence and imposes the greatest harm to human being. The pathogenic mechanism of Lyme arthritis has not been fully elucidated. Through the functional genomics, bioinformatics and experimental animal studies, We found Borrelia burgdorferi outer membrane protein gene bmpA is closely related with Lyme arthritis, and bmpA gene product BmpA can cause Lyme arthritis, but the exact pathogenesis is yet unknown. We put forward the hypothesis: the membrane protein BmpA triggers arthritis process through induction of specific inflammatory chemokines. In order to confirm this hypothesis, this project will: with combined application of high throughput and high specific technology, through the establishment of BmpA-induced arthritis animal model, explore the BmpA's stimulatory capacity chemokine production from articular tissue; Use arthritis animal cells and a human cell lines, from the molecular level ( chemokines) to explore the ability of BmpA to stimulate specific gene expression of inflammatory chemokines; through the corresponding chemokine antagonist experiment, further determine the roles of the chemokines in BmpA induced arthritis. The above research will explore the mechanism of arthritis induced by BmpA, and provide scientific basis for Lyme arthritis pathogenesis elucidation and control strategies.

莱姆病是伯氏疏螺旋体引起的重要虫媒病，其中莱姆关节炎发生率高，危害最大。莱姆关节炎的致病机理未充分阐明。我们通过功能基因组学、生物信息学和动物实验研究，找到了与莱姆关节炎密切相关的伯氏疏螺旋体外膜蛋白基因bmpA；发现注射bmpA基因产物BmpA能引起莱姆关节炎，但具体致病机理不明。基于前期研究，我们认为，膜蛋白BmpA通过诱导特定炎性趋化因子产生，炎性细胞清润，从而启动关节炎进程。为此本项目拟将高通量与高特异技术相结合，通过BmpA诱导的关节炎动物模型，探索BmpA刺激关节组织产生趋化因子的能力；利用关节炎相关的动物细胞和人体细胞系（株），从分子水平和基因水平探索BmpA刺激特定炎性趋化因子产生的能力；通过对高表达趋化因子的拮抗实验，进一步确定特定趋化因子在BmpA诱发关节炎中的作用。通过上述研究，揭示BmpA诱发关节炎的发病机理，为莱姆关节炎防治提供科学依据。

本项目已经从不同层次、用不同方法探讨了螺旋体膜蛋白BmpA对炎性趋化因子产生的诱导作用， 发现bmpA能够诱导小鼠巨噬细胞、人巨噬细胞及小鼠小胶质细胞产生多种趋化因子，但是，不能诱导人T细胞株产生细胞因子。1．rBmpA刺激小鼠巨噬细胞株产生多种趋化因子。将不同浓度rBmpA加入细胞培养物中，不同时间点检测上清液中炎性趋化因子的表达情况。先用趋化因子高通量芯片检测炎性趋化因子表达，发现了CTACK、MIP-1a、MIP-2、MDC等趋化因子增高，对高表达的炎性趋化因子用特异的该趋化因子ELISA试剂盒和时尚荧光定量RT-PCR加以确证,证明rBmpA诱导多种些炎性趋化因子高表达。2. rBmpA对人巨噬细胞株的刺激作用。将不同浓度rBmpA加入THP1细胞培养物中，不同时间点检测上清液中炎性趋化因子的表达情况。先用趋化因子高通量芯片（微阵列）检测炎性趋化因子表达，发现Blc、MIP-3b、MCP-1等趋化因子增高，对高表达的炎性趋化因子用特异的该趋化因子ELISA试剂盒和时尚荧光定量RT-PCR加以确证,确定rBmpA诱导这些炎性趋化因子高表达。3. rBmpA对小鼠小胶质细胞株BV-2的刺激作用。我们主要研究了rBmpA刺激人单核细胞THP1产生炎性趋化因子的能力。我们将活化的THP1细胞配成所需浓度，将不同浓度rBmpA加入个细胞培养物中，不同时间点检测上清液中炎性趋化因子的表达情况。先用趋化因子高通量芯片（微阵列）检测炎性趋化因子表达，发现CCL5、CCL22和CXCL2等高表达，对高表达的炎性趋化因子用特异的该趋化因子ELISA试剂盒和时尚荧光定量RT-PCR加以确证,确定rBmpA诱导CCL5、CCL22和CXCL2等高表达，炎性趋化因子高表达。4. rBmpA对人T细胞株（Jurket细胞）的刺激作用。我们上述类似方法研究了rBmpA对人T细胞株（Jurket细胞）的刺激作用，发现rBmpA不能刺激人T细胞株（Jurket细胞）产生趋化因子。研究结果表明，伯氏疏螺旋体膜蛋bmpA诱生多种趋化因子可能是莱姆关节炎和莱姆神经炎发生的重要原因。本项目的研究结果为进一步阐明莱姆病发生机理和莱姆病防控提供了良好基础。. 项目培养硕士生4名，博士生1名，青年教师2名；发表论文6篇，建立省级平台2个。