间皮素：类风湿关节炎骨破坏的新型生物标志物与治疗靶点

《Cell Reports Medicine》：Mesothelin as a biomarker and potential therapeutic target in rheumatoid arthritis bone destruction

本刊推荐：类风湿关节炎（RA）骨破坏是致残主因，但缺乏早期诊断标志和有效治疗靶点。苏晓慧团队发现间皮素（MSLN）在RA患者滑膜组织和血浆中显著上调，通过直接结合PII3K激活PI3K/AKT/NFATc1信号通路促进破骨细胞分化。靶向MSLN可显著缓解胶原诱导关节炎（CIA）动物模型的骨破坏，提示其作为RA骨破坏预后标志物和治疗靶点的潜力。

当我们的手指关节在清晨出现僵硬肿胀，当楼梯台阶成为每日挑战，背后可能是类风湿关节炎（rheumatoid arthritis, RA）在悄然侵蚀骨骼。这种自身免疫性疾病最致命的破坏力在于对关节骨骼的不可逆损伤——滑膜中过度活跃的破骨细胞（osteoclast）像不知疲倦的"采矿工"，不断吞噬骨骼组织，而失衡的骨代谢使得修复速度远跟不上破坏速度。尽管风湿因子等传统标志物已临床应用数十年，但对早期诊断的敏感度不足，且现有治疗手段难以有效阻断骨破坏进程。正是在这一临床困境下，科学家将目光投向了一个在肿瘤领域大放异彩的分子：间皮素（mesothelin, MSLN）。

以往认知中，MSLN是 mesothelioma（间皮瘤）、卵巢癌等恶性肿瘤的"明星标志物"，其在CAR-T（chimeric antigen receptor T cell）等肿瘤免疫治疗中的靶向价值已被广泛探索。但令人惊讶的是，中国中医科学院中药研究所苏晓慧团队在《Cell Reports Medicine》发表的研究发现，这个"肿瘤明星"在RA骨骼破坏舞台上竟扮演着关键角色。通过检测骨骨折（BF）、骨关节炎（OA）和RA患者的血浆样本，他们发现MSLN在RA患者血浆中显著升高，且RA滑膜组织中MSLN蛋白表达水平远超OA患者。

更深入的组织共定位分析揭示，MSLN在RA滑膜组织中与巨噬细胞标志物CD68和滑膜成纤维细胞标志物Vimentin均存在共定位，其中与CD68的共定位尤为显著。当用肿瘤坏死因子-α（TNF-α）刺激RA滑膜成纤维细胞（RASFs）时，MSLN表达呈时间依赖性增加，暗示炎症环境可直接调控MSLN表达。

为验证MSLN在骨破坏中的直接作用，研究团队构建了胶原诱导关节炎（CIA）大鼠和小鼠模型。在出现严重关节破坏的CIA大鼠关节组织中，MSLN表达异常升高，同时伴有核因子κB受体活化因子配体（RANKL）诱导的破骨细胞关键转录因子NFATc1（nuclear factor of activated T cells 1）及其下游效应分子基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、组织蛋白酶K（CTSK）的上调。

通过RNA测序（RNA-seq）技术对比破骨细胞与骨髓来源巨噬细胞（BMMs）的转录组谱，研究者发现Msln是差异最显著的基因之一。而CIA大鼠与正常大鼠滑膜组织的转录组比较进一步显示，两组差异表达基因的交集中，Msln重要性排名第二。通路富集分析提示PI3K/蛋白激酶B（AKT）、核因子κB（NF-κB）和Janus激酶（JAK）/信号转导与转录激活因子（STAT）信号通路可能在骨破坏过程中发挥协同作用。

在机制层面，当用RANKL诱导BMMs向破骨细胞分化时，Msln mRNA表达显著上调，且MSLN蛋白与F-肌动蛋白（F-actin）共定位明显增强。同时，PI3K/AKT和JAK2/STAT3信号通路被激活，提示它们可能参与MSLN调控的破骨细胞生成。

功能实验证实，用小干扰RNA（siRNA）敲低MSLN可显著抑制破骨细胞特异性基因（Trap、Mmp-9、Ctsk）表达，减少抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）阳性多核细胞数量和骨吸收陷窝面积。相反，慢病毒载体介导的MSLN过表达则促进破骨细胞分化和骨吸收功能。

分子机制深入研究显示，MSLN直接与PI3K相互作用——免疫共沉淀（coIP）实验证实MSLN能拉下PI3K，反之亦然。免疫荧光标记和受激发射损耗（STED）超分辨率显微镜观察到PI3K与MSLN在破骨细胞质中共定位。分子对接分析进一步揭示，PI3K主要与MSLN的C末端结构域结合，其中MSLN的Arg565与PI3K的Asp171形成氢键。

在治疗转化方面，甲氨蝶呤（MTX）作为RA临床一线药物，能显著抑制CIA大鼠的骨破坏，并降低关节组织中MSLN、NFATc1、MMP-9和CTSK的表达。更重要的是，在CIA小鼠关节中注射携带MSLN短发夹RNA（shRNA）的腺相关病毒（AAV），可有效减轻足肿胀、降低关节炎临床评分和发病率，微计算机断层扫描（Micro-CT）显示骨破坏明显缓解。

关键技术方法概述

研究整合临床样本分析（17例RA/OA患者血浆和滑膜组织）、动物模型（CIA大鼠/小鼠）和细胞分子实验。采用RNA测序筛选差异基因，蛋白质印迹、免疫组化/免疫荧光、ELISA检测分子表达，siRNA/慢病毒/AAV介导基因调控，共聚焦/STED显微镜观察蛋白互作，分子对接模拟结合界面，Micro-CT评估骨破坏。

MSLN在RA患者和CIA动物模型中表达上调

通过蛋白质印迹和免疫组化发现RA患者滑膜组织MSLN表达显著高于OA，ELISA显示RA患者血浆MSLN水平升高。CIA动物关节组织中MSLN异常高表达，且与巨噬细胞、滑膜成纤维细胞和破骨细胞标志物共定位。

MSLN调控破骨细胞分化和骨吸收功能

RANKL诱导破骨细胞分化过程中MSLN表达上调。功能实验表明MSLN敲低抑制破骨细胞形成和骨吸收，而过表达产生相反效果。MSLN影响TRAF6/NFATc1信号通路及NFATc1核转位。

MSLN通过直接结合PI3K激活下游信号通路

MSLN与PI3K直接相互作用，激活PI3K/AKT通路，进而调控NFATc1表达和核转位。MSLN敲低抑制而过表达增强PI3K/AKT和JAK2/STAT3通路活性。

靶向MSLN缓解CIA动物骨破坏

MTX治疗降低CIA动物MSLN表达并缓解骨破坏。AAV介导的MSLN敲低显著改善CIA小鼠关节炎症状，减少破骨细胞分化，抑制PI3K/AKT和TRAF6/NFATc1信号通路。

本研究首次揭示MSLN在RA骨破坏中的关键作用，阐明其通过直接结合PI3K激活PI3K/AKT/NFATc1轴促进破骨细胞分化的分子机制。值得注意的是，临床一线药物MTX的治疗作用可能部分通过抑制MSLN实现，这为理解MTX的双重药理作用（抗癌与抗RA）提供了新视角。MSLN作为RA骨破坏的预后生物标志物，其检测有助于早期诊断和病情监测；而作为治疗靶点，为开发针对RA骨破坏的特异性疗法开辟了新途径。尤其值得关注的是，MSLN靶向药物（如抗体药物、CAR-T等）在肿瘤领域的研发经验可加速其在RA治疗中的转化应用。然而，研究也存在临床样本量有限、需条件性基因敲除模型验证因果关系、MSLN在其他滑膜细胞类型中的作用未知等局限性。未来研究应聚焦MSLN在RA不同细胞类型中的特异性功能，开发高效靶向策略，并探索其作为RA早期诊断标志物的临床转化价值。