类风湿关节炎在病理上表现为慢性炎症和进行性关节破坏。通过对人风湿性关节炎和小鼠关节炎模型的研究发现,白细胞流入关节滑膜是该疾病的主要标志,其中中性粒细胞最多。活化的中性粒细胞促进慢性炎症,造成基质和软骨退化。虽然已经有些治疗方法,但大部分患者还是难以治愈,因此需要更好的了解致病因素和机制。
在近期的Nature Immunology杂志上,来自弗吉尼亚大学的研究团队发现了一个令人惊奇的类风湿关节炎的原因,可能有助于解释与这种疾病相关的疼痛发作。在本文中,通过研究小鼠关节炎模型特定的吞噬通路,发现吞噬信号蛋白ELMO1的丧失,会调节中性粒细胞募集,减轻关节炎致病的严重性。通过蛋白质组学和转录组学方法,揭示了嗜中性粒细胞依赖ELMO1的特征,并确定ELMO1在关节炎相关分子C5a和LTB4受体下游信号传导的机制。
为了了解导致炎症性关节炎的原因,研究人员在敲除ELMO1基因后,却意外的发现小鼠的关节炎症状减轻了。这与以前认为的ELMO1丢失会导致炎症加剧的结果相反。将关节炎小鼠的血清转移至健康小鼠,可以快速的诱导炎症发生,结果表明小鼠爪关节中的ELMO1蛋白增加。小鼠踝关节的组织切片IHC结果显示,敲除ELMO1基因小鼠中的炎性细胞浸润降低,并且不依赖于性别。
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进一步的研究这一不寻常的结果,研究人员发现ELMO1通过其在中性粒细胞中的功能促进炎症。一般情况,中性粒细胞可以抵抗细菌感染,但是当他们大量产生时,就会对组织造成伤害,并且在关节炎期间会渗透到关节中。研究人员还发现,ELMO1基因可以自然变异,增强中性粒细胞的流动性,使其大量侵入关节并引发炎症。ELMO1基因只在中性粒细胞中与一类特殊的蛋白质结合,在其他被测试的细胞类型中则没有。通过对ELMO1蛋白相互作用的蛋白质组学分析,这些与ELMO1相互作用的蛋白中,很多与人类关节炎有关,如C5aR1 (CD88)、C5a、CD11b等。
通过对小鼠模型研究,发现阻断ELMO1能够减轻关节炎症状,并且不会引起其它并发症。因此,此研究团队希望能够找到抑制ELMO1基因的药物。这一研究结果为治疗自身免疫性疾病提出了新的思路,也可能通过一种简单的血液检测来测定风湿性关节炎疾病。
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