消皮素D介导的中性粒细胞死亡在狼疮性肾炎中的作用机制探究

Neutrophils, the most abundant types of circulating white blood cells in human, play a pivotal role in lupus nephritis (LN). Recently, GSDMD has been proved to be cleaved by a specific enzyme (elastase) in neutrophils, which promotes neutrophils cell death and neutrophil extracellular traps (NETs) formation. However, whether GSDMD mediate the function of neutrophils in LN is poorly studied. Our preliminary experimental results showed that GSDMD was highly expressed in neutrophils. In vivo study, the cleaved N terminal of GSDMD was observed in spleen and bone marrow neutrophils in LN mouse. In addition, neutrophils were recruited into the glomeruli and tubulointerstitial areas of LN mouse. In future studies, we will explore the activation and mechanism of GSDMD in patients with LN and LN mouse model. By using the live in vivo imaging technique, we will observe and verify whether GSDMD regulated renal neutrophils infiltration and motion trail, the interaction between neutrophils and B cells, and the formation of NETs in mice with LN.

中性粒细胞作为人体血液循环中数量最多的白细胞，在狼疮性肾炎中起着至关重要的作用。最新文献报道消皮素 D (Gasdermin D, GSDMD)可以被中性粒细胞特有的弹性蛋白酶切割活化，从而促进中性粒细胞死亡和中性粒细胞胞外诱捕网的形成。然而GSDMD是否介导了中性粒细胞在狼疮性肾炎中的活化及作用机制不明。我们前期的预实验结果证实，GSDMD在中性粒细胞高表达。并且在狼疮性肾炎小鼠模型的骨髓和外周血中性粒细胞中均检测到GSDMD的活化。同时在狼疮性肾炎的肾脏组织切片中，浸润到肾小球和肾小管间质的中性粒细胞数量显著增多。在今后的研究中，我们将继续探究GSDMD在狼疮性肾炎患者以及小鼠模型中的活化和作用机制。并结合活体成像技术，探究GSDMD是如何调控浸润入肾脏的中性粒细胞运动轨迹，中性粒细胞与B细胞的相互作用以及胞外基质诱捕网的形成。

消皮素 D (Gasdermin D, GSDMD)作为最新报道发现的诱导细胞焦亡的关键执行蛋白，其在中性粒细胞和自身免疫病中的具体作用机制不明。该项目研究结果证实，GSDMD不仅在狼疮小鼠的骨髓中性粒细胞，外周血中性粒细胞和肾脏浸润的中性粒细胞表达上调和活化，而且在狼疮性肾炎患者的外周血中性粒细胞和肾穿刺活检中存在GSDMD活化，其切割活化的GSDMD-N端与患者的疾病程度呈现显著的正相关性。体外实验证实血清中的二型干扰素和免疫复合物诱导了GSDMD的切割活化，具体作用机制是通过丝氨酸蛋白酶抑制剂Serpinb1诱导了Caspase-1和Caspase-11酶的活化。活化的Caspase-1和Caspase-11进而切割GSDMD，促使其形成有活性的GSDMD-N端。进一步活化的GSDMD-N端会发生细胞膜转位，在细胞膜上打孔，并且诱导中性粒细胞外基质诱捕网（Neutrophil extracellular traps, NETs）的形成。小鼠体内实验证实，敲除GSDMD显著缓解了降植烷诱导的狼疮小鼠模型的疾病进展，血清中的自身抗体产生显著减少，肾脏免疫复合物沉积进一步降低。同时在另一种自发的狼疮小鼠模型MRL/lpr小鼠中。给予GSDMD抑制剂双硫仑(Disulfiram, DSF)显著抑制了MRL/lpr小鼠的疾病进展。我们的研究首次揭示了一种免疫复合物介导的中性粒细胞GSDMD活化的作用机制，通过FcγR/Caspase-1/Caspase-11/GSDMD通路。进一步我们的结果首次证实了GSDMD的抑制剂DSF可以显著缓解狼疮小鼠的疾病进展，为以后临床开发靶向GSDMD治疗狼疮性肾炎提供理论依据。