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为解决 SLE 治疗难题,朱拉隆功大学研究人员探究 Syk 抑制剂对 FcγRIIb?/?狼疮小鼠的作用。结果发现其能改善狼疮症状,抑制炎症。该研究为 SLE 治疗提供新思路,强烈推荐科研读者阅读。
在医学研究的广阔领域中,系统性红斑狼疮(Systemic Lupus Erythematosus,SLE)一直是一个备受关注的难题。它是一种慢性炎症性自身免疫疾病,就像身体内部的一场 “混乱战争”,临床表现多种多样,每个患者的症状都可能大不相同。而且,这种疾病在全球范围内影响着众多人群,给患者的生活带来了极大的困扰。
研究发现,FcγRIIb(Fc gamma receptor IIb,一种免疫调节受体)功能障碍的多态性在 SLE 患者中出现的频率较高,在欧洲人群中为 0.7 - 1%,而在亚洲人群中更是超过 10%。FcγRIIb 受体是免疫系统中的 “刹车”,能控制许多免疫反应,比如吞噬作用(细胞像 “吃货” 一样吞噬病原体的过程)、促炎细胞因子的产生以及抗体反应。一旦它缺失,就像汽车没了刹车,小鼠会出现过度活跃的免疫反应,特别容易患上 SLE。
虽然 SLE 的典型特征是适应性免疫异常,会产生大量自身抗体,这些抗体与自身抗原结合形成免疫复合物,沉积在各个器官,造成器官损伤。但近年来,越来越多的研究发现,各种先天免疫细胞在 SLE 的发病机制中也起着重要作用。它们通过抗原呈递(就像给免疫系统 “通风报信”)、产生促炎细胞因子以及释放 DNA 细胞外陷阱(ETs,这是核抗原的重要来源,就像细胞释放的 “陷阱暗器”)等方式,参与到这场 “战争” 中,这也为寻找新的治疗策略提供了方向。
另外,肠道问题也和 SLE 的发病紧密相关。肠道中的免疫复合物沉积会导致肠道屏障受损,出现 “漏肠” 现象,使得肠道中的微生物分子,如脂多糖(LPS)和 β - 葡聚糖(BG)进入血液,引发炎症反应,进一步加重 SLE 的病情。
在 SLE 的众多发病因素中,脾酪氨酸激酶(Syk)引起了科学家们的注意。它是一种非受体酪氨酸激酶,在先天免疫细胞,如巨噬细胞和中性粒细胞中,起着关键作用。Syk 就像细胞内信号传导的 “交通枢纽”,通过下游信号转导,参与吞噬作用、活性氧(ROS)生成、促炎细胞因子产生以及中性粒细胞胞外陷阱(NETs)形成等过程,这些过程都可能会加剧 SLE 的活动。
美国食品药品监督管理局(FDA)批准的 Syk 抑制剂 Fostamatinib 已经被用于治疗一些自身免疫性疾病,如免疫性血小板减少症(ITP)和类风湿关节炎(RA),但它对 SLE 的影响还不太清楚。所以,来自朱拉隆功大学炎症与免疫学转化研究卓越中心等机构的研究人员,决心深入探索 Syk 抑制剂在 SLE 中的作用。他们的研究成果发表在《Cell Death Discovery》期刊上,论文标题为 “Syk inhibitor attenuates lupus in FcγRIIb?/?mice through the Inhibition of DNA extracellular traps from macrophages and neutrophils via p38MAPK - dependent pathway”。研究发现,Syk 抑制剂(fostamatinib)可以改善由 FcγRIIb 缺陷引起的狼疮严重程度,这一发现为 SLE 的治疗带来了新的希望。
为了开展这项研究,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是动物实验,他们使用了 FcγRIIb 基因敲除(FcγRIIb?/?)的狼疮小鼠模型,通过给小鼠口服 Syk 抑制剂(fostamatinib,R788),观察小鼠狼疮症状的变化;其次是细胞实验,从骨髓中提取巨噬细胞(BMDMs)和中性粒细胞,用脂多糖(LPS)和全葡聚糖颗粒(WGP)刺激细胞,研究 Syk 抑制剂对细胞炎症反应的影响;此外,还运用了转录组分析和蛋白质免疫印迹(Western blotting)技术,来探究 Syk 抑制剂作用的分子机制。
下面我们来详细看看研究结果:
口服 Syk 抑制剂减轻 FcγRIIb?/?狼疮小鼠的炎症
研究人员给 40 周龄的雌性 FcγRIIb?/?小鼠(这是一种症状明显的狼疮小鼠模型)和年龄、性别匹配的野生型(WT)小鼠口服 Syk 抑制剂 R788,持续 4 周,以此模拟临床治疗情况。结果发现,40 周龄的 FcγRIIb?/?小鼠原本具有狼疮的典型特征,比如血清抗双链 DNA(dsDNA)水平升高、蛋白尿、肾脏组织学显示增殖性肾小球肾炎,同时血清中的肿瘤坏死因子 α(TNFα)、白细胞介素 - 6(IL - 6)和细胞外陷阱生物标志物(血清瓜氨酸化组蛋白 H3,CitH3)等炎症指标也明显升高,而且血清中还检测到了 LPS 和 BG,肠道通透性也出现了缺陷。但服用 Syk 抑制剂后,这些狼疮特征和全身炎症都得到了缓解,血清抗 dsDNA 水平、蛋白尿、血清 TNFα 等指标都有所下降,肾脏组织学显示病情也有所减轻,肾脏免疫复合物的积累和沉积也减少了,不过肠道渗漏相关指标并没有明显变化。
Syk 抑制剂减轻 FcγRIIb?/?巨噬细胞在 LPS 加 WGP 激活后的反应
巨噬细胞是免疫系统中的 “卫士”,在炎症反应中起着关键作用。研究人员从股骨中提取骨髓来源的巨噬细胞(BMDMs),发现其纯度超过 90%。通过实验发现,在野生型 BMDMs 中,LPS 单独作用或者 LPS 和 WGP 共同作用时,会使 FcγRIIb(CD32b)的表达增加,而 WGP 单独作用则没有这种效果。
进一步研究发现,与野生型巨噬细胞相比,LPS + WGP 激活的 FcγRIIb?/? BMDMs 中,Syk 和磷酸化 Syk(p - Syk)的蛋白表达明显增加,而且 M1 型促炎巨噬细胞极化(通过 CD206、CD86 分析)更为显著。但加入 Syk 抑制剂(R406)后,p - Syk 的表达减少,巨噬细胞向 M2 型抗炎巨噬细胞极化,同时上清液中的细胞因子(TNFα 和 IL - 6,但不包括 IL - 10)水平也降低了,而且这种抑制作用呈剂量依赖性。
另外,LPS + WGP 激活的 FcγRIIb?/?巨噬细胞产生的巨噬细胞细胞外陷阱(METs)比野生型细胞更多,而 Syk 抑制剂能抑制 METs 的形成,同时还能减少细胞凋亡,同样呈剂量依赖性。这表明 Syk 在 LPS + WGP 激活的 FcγRIIb?/?巨噬细胞的炎症反应中起着重要作用,Syk 抑制剂可以有效抑制这种炎症反应。
Syk 抑制剂通过 Syk - p38MAPK 依赖途径减轻炎症
为了探究 Syk 抑制剂在巨噬细胞中的分子机制,研究人员进行了转录组分析。对比 LPS 加 WGP 刺激的、未加 Syk 抑制剂的 FcγRIIb?/? BMDMs(KO_SYN)和加了 Syk 抑制剂的(KO_SYKI),发现有 1346 个基因上调,2199 个基因下调,其中与信号转导相关的基因变化最为明显。
在通路分析中,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路和 TNFα 信号通路是富集程度最高的两个通路。进一步研究发现,Syk 可能通过细胞外信号调节激酶(ERK)、c - Jun 氨基末端激酶(JNK)和 p38MAPK 来调节 MAPK 信号通路。通过蛋白质免疫印迹分析发现,在未刺激的情况下,Syk、ERK、JNK 和 p38MAPK 的表达都很低,刺激后表达明显增加。在没有 Syk 抑制剂的 FcγRIIb?/? BMDMs 中,LPS + WGP 刺激后 p - Syk 的激活更为显著。而加入 Syk 抑制剂后,FcγRIIb?/?巨噬细胞中 Syk 和 p38MAPK 的激活减少,ERK 和 JNK 的激活没有明显变化。
同时,研究人员还测试了 p38MAPK 抑制剂(Adezmapimod),发现它能减少 p - p38MAPK 的表达,且不影响 p - Syk,还能抑制 LPS + WGP 诱导的 METs 形成和上清液细胞因子的产生,但对细胞凋亡没有抑制作用。这表明 Syk 抑制剂通过 Syk - p38MAPK 依赖途径减轻炎症,p38MAPK 在这个过程中起着重要作用。
Syk 抑制剂也通过 Syk - p38MAPK 依赖途径减少 FcγRIIb?/?中性粒细胞的炎症反应
中性粒细胞在 SLE 的发病机制和器官损伤中也有重要作用,尤其是其产生的中性粒细胞胞外陷阱(NETs)。研究人员通过磁珠分选法从骨髓中分离出中性粒细胞,纯度约为 82%。实验发现,LPS + WGP 激活后,FcγRIIb?/?中性粒细胞中 p - Syk 和 p - p38MAPK 的表达明显增加,上清液中的细胞因子(TNFα 和 IL - 6,但不包括 IL - 10)、NETs 形成和细胞凋亡也比野生型中性粒细胞更显著。而 Syk 抑制剂能有效抑制这些炎症反应,p38MAPK 抑制剂也能抑制 NETs 和上清液细胞因子的产生,但对细胞凋亡没有影响。这说明 Syk 在刺激 FcγRIIb?/?中性粒细胞的炎症反应中起着关键作用,且通过 Syk - p38MAPK 轴发挥作用,和巨噬细胞中的机制类似。
Syk 抑制剂减轻 FcγRIIb?/?狼疮小鼠的炎症和细胞外陷阱(ETs)形成
由于 Syk 抑制剂在体外对巨噬细胞和中性粒细胞的炎症反应和 ETs 形成有抑制作用,研究人员在体内进行了验证。给 40 周龄的 FcγRIIb?/?狼疮小鼠口服 Syk 抑制剂 4 周后发现,小鼠多个器官(肾脏、脾脏和大肠)中的 Syk 激活减少,脾脏中 Syk、p38MAPK 的表达和细胞凋亡(通过裂解活化的半胱天冬酶 3 评估)也明显降低。
同时,血清中的 CitH3 和 ds - DNA 水平下降,脾脏和肾脏中的 METs 形成减少,脾脏中 CD86 阳性巨噬细胞(一种促炎的 M1 型巨噬细胞)的数量也减少了。这进一步证明了 Syk 抑制剂在体内也能减轻炎症和 ETs 形成,对治疗 SLE 具有重要意义。
综合以上研究结果,研究人员发现 Syk 在 FcγRIIb?/?小鼠中的激活比野生型小鼠更显著,Syk 抑制剂(fostamatinib)能有效减轻 FcγRIIb?/?小鼠的狼疮症状,包括降低血清抗 dsDNA 水平、减少蛋白尿、改善肾脏组织学等。而且,Syk 抑制剂通过 Syk - p38MAPK 依赖途径下调巨噬细胞和中性粒细胞的炎症反应,减少细胞因子产生和细胞外陷阱形成,在 FcγRIIb?/?细胞中的作用比在野生型细胞中更明显。
这一研究成果意义重大,为 SLE 的治疗提供了新的方向。Syk 抑制剂有可能成为治疗活动性狼疮的有效药物,尤其是对于那些携带 FcγRIIb 功能障碍多态性的患者。不过,目前研究也存在一些局限性,比如 Syk 抑制剂对肠道渗漏的改善效果不明显,可能需要更长时间的给药来观察效果。未来,研究人员可以进一步探索 SLE 的遗传背景和肠道渗漏等因素,开发更有针对性的治疗方法,推动 “个性化医学” 在 SLE 治疗中的发展,为广大 SLE 患者带来更多的希望。