AIM2/Caspase-1/GSDMD通路介导巨噬细胞焦亡在狼疮肾炎中的作用及其机制研究

Lupus nephritis (LN) is one of the most common complications and causes of death in systemic lupus erythematosus. Lupus nephritis is infiltrated with a large number of macrophages. Activity of lupus nephritis affects the prognosis of the disease. Pyroptosis is a newly discovered form of cell death, which widely exists in all kinds of professional phagocytes. It is characterized by pro-inflammatory effect and dependence on specific caspases activation. GSDMD is an important molecule downstream of caspases mediating cell pyroptosis. At present, the role of pyroptosis in LN is not very clear. The results of pre-experiment showed that the expression of caspase-1 and GSDMD in peripheral blood monocytes of LN patients was increased. In the same strain of mice immunized with DNA derived from apoptotic cells(apopDNA) to produce lupus nephritis, the infiltrated macrophages also had the phenomenon of pyroptosis . It is suggested that the pyroptosis of macrophages plays an important role in lupus nephritis. On the basis of previous work, this project intends to clarify the correlation between macrophage pyroptosis and LN activity through case-control study, and to analyze the molecular mechanism of macrophage pyroptosis induced by apopDNA in vitro experiment and to alleviate the pathology of LN through regulating GSDMD in animal model. The completion of this project is helpful to elucidate the role of macrophage pyroptosis in the pathogenesis of LN, and can also offer a potential therapeutic strategy for LN.

狼疮肾炎（LN）是系统性红斑狼疮最常见的并发症，狼疮肾中浸润大量巨噬细胞，控制狼疮肾炎影响疾病的预后。焦亡是新近发现的细胞死亡形式，存在于各类专职吞噬细胞内，特征是具有促炎症作用和依赖特定caspases激活。GSDMD是caspases下游介导焦亡的重要分子。目前焦亡在LN中的作用并不是很明确。预实验发现LN病人中外周血单核细胞caspase-1和GSDMD表达均升高。并且用凋亡细胞来源的DNA（apopDNA）免疫同品系小鼠产生狼疮肾炎，肾脏中的巨噬细胞同样有焦亡现象，提示巨噬细胞焦亡在狼疮肾炎中发挥重要作用。本项目拟在前期工作基础上，通过病例对照研究、体外实验和动物模型，明确巨噬细胞焦亡与LN活动的相关性，解析apopDNA导致巨噬细胞焦亡的分子机制，以及调节GSDMD达到缓解LN效果。本项目的完成有助于阐明巨噬细胞焦亡在LN发病机制中作用，也为LN临床治疗提供新的干预策略。

狼疮肾炎（LN）是系统性红斑狼疮最常见的并发症，激素加免疫抑制剂对难治性LN患者的疗效不尽人意，在治疗后维持肾炎消退是临床的一大难题。狼疮肾中浸润大量巨噬细胞，影响狼疮肾炎和疾病预后。焦亡是近年来新发现的一种程序性细胞死亡形式，特征是具有促炎症作用和依赖特定caspases激活，GSDMD是介导焦亡的重要分子，目前焦亡在LN中的作用并不是很明确。前期研究中发现用同品系小鼠凋亡淋巴细胞来源的DNA(apopDNA)免疫可以建立LN,提示apopDNA作为自身抗原诱导自身免疫反应并导致LN的发生发展。我们发现apopDNA刺激骨髓来源巨噬细胞（BMDM）相比对照组，caspase-1+PI+细胞比例增加，上清有更多的LDH释放, GSDMD-N 和caspas-1 p20蛋白增加，炎症因子IL-18和IL-1β mRNA和蛋白量均增加。敲低GSDMD蛋白后，焦亡相关指标均降低，包括LDH释放量降低，PI+AnnexinV+细胞比例减少，IL-18和IL-1β mRNA表达量降低，GSDMD-N 和caspas-1 p20蛋白量降低，并且细胞表面的孔洞减少。文献报道AIM2是一种识别双链DNA的炎症小体传感器。实验发现apopDNA刺激BMDM诱导AIM2蛋白表达显著增加。并且敲低AIM2蛋白后焦亡相关指标均降低。通过刺激RAW264.7和RAW264.7-ASC 细胞发现apopDNA诱导焦亡通路需要ASC蛋白参与。小鼠LN模型中，apopDNA组血清anti dsDNA升高，尿蛋白显著升高，狼疮肾炎严重，小鼠肾脏中巨噬细胞数量增加，且肾脏组织中GSDMD-N蛋白增加。Cl2MDP清除小鼠体内巨噬细胞后过继BMDM(siControl)、BMDM(siGSDMD)和BMDM(siAIM2)重新建立巨噬细胞体系，再诱导LN。发现BMDM(siGSDMD)和BMDM(siAIM2)组小鼠狼疮肾炎减轻，肾脏中GSDMD-N蛋白表达降低。并且apopDNA免疫WT和GSDMD Knock out小鼠LN模型中，GSDMD KO组中小鼠狼疮肾炎显著减轻。我们的研究发现，机制上apopDNA通过激活AIM2诱导了巨噬细胞焦亡，该通路需要ASC蛋白。在apopDNA诱导的LN模型中，调节巨噬细胞GSDMD和AIM2可以缓解狼疮肾炎。这些研究表明调控巨噬细胞焦亡为缓解LN提供新思路。