STC1通过cAMP-PKA-NF-κB/NLRP3通路促进小鼠尿酸单钠结晶诱导的痛风性炎症

《Cellular Signalling》：STC1 promotes monosodium urate crystal-induced gouty inflammation via the cAMP-PKA-NF-κB/NLRP3 pathway in mice

　　# 摘要痛风性关节炎（GA）由 NLRP3 炎性小体依赖性焦亡驱动。斯坦尼钙蛋白-1（STC1）是一种分泌型糖蛋白，参与炎症调节，但其在下关节炎症中的具体作用尚不明确。本研究探讨 STC1 是否通过 cAMP-PKA 信号通路及与 NOTCH1 的相互作用促进 MSU 诱导的 NLRP3 活化和焦亡。在野生型小鼠和 STC1 基因敲除小鼠中建立 MSU 诱导的 GA 模型，评估关节肿胀、组织病理学、细胞因子及 NLRP3-焦亡标志物。体外实验采用 MSU 刺激 J774A.1 细胞，联合慢病毒介导的 STC1 敲低和 NOTCH1 过表达。通过 ELISA、荧光探针、Western blotting、CCK-8 及 caspase-1/PI 流式细胞术评估 cAMP 水平、ROS、线粒体膜电位、NF-κB 活化、NLRP3 组分及焦亡情况，并用 KH7 和 H89 分别抑制 cAMP 和 PKA。通过计算机预测、免疫共沉淀和免疫荧光分析 STC1-NOTCH1 相互作用。STC1 在 GA 踝关节中表达上调，STC1 缺失减轻了踝关节肿胀、组织损伤、中性粒细胞增多、尿酸升高及 NLRP3 依赖性焦亡。基因本体分析显示 STC1 相关基因富集于 cAMP 介导的信号通路和炎症反应，蛋白质相互作用预测鉴定 NOTCH1 为 STC1 的潜在结合伴侣。在 J774A.1 细胞中，STC1 敲低提高了细胞活力，减少了凋亡和焦亡，同时降低了 ROS、线粒体去极化、NF-κB 活化、LDH 释放以及 NLRP3、ASC、cleaved caspase-1、GSDMD-N、IL-1β 和 IL-18 的表达。STC1 敲低在体内和体外均升高 cAMP 水平，而腺苷酸环化酶抑制剂 KH7 或 PKA 抑制剂 H89 可消除这些抗氧化和抗焦亡效应。STC1 与 NOTCH1 物理结合并共定位，NOTCH1 过表达使 STC1 沉默细胞的 cAMP 降低，重新激活 NF-κB/NLRP3 信号并恢复焦亡。总之，STC1 与 NOTCH1 协同抑制 cAMP-PKA 信号通路，从而增强 NF-κB 驱动的 NLRP3 炎性小体活化和 GA 中的焦亡。---# 引言痛风是一种因嘌呤代谢紊乱导致单钠尿酸盐（MSU）晶体沉积于关节或关节周围组织而引起的炎症性疾病，其主要临床表现是痛风性关节炎（GA）[1]、[2]。GA 源于持续的高尿酸血症及 MSU 驱动的先天免疫通路激活，导致红肿热痛及功能障碍迅速发作[3]、[4]、[5]。GA 常与糖尿病、高血压等代谢性共病共存[6]、[7]、[8]。尽管已有抗炎和降尿酸治疗手段，但器官毒性、高复发率以及心血管疾病和肾脏疾病风险增加等问题仍然存在[9]、[10]、[11]，凸显了开发更安全治疗方法的迫切需求。GA 是一种自身炎症性疾病，MSU 晶体激活先天免疫细胞中的炎性小体，导致 Caspase-1 依赖性 IL-1β 和 IL-18 成熟以及 Gasdermin-D 介导的焦亡性细胞死亡[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]。在各类炎性小体中，NLRP3 是痛风研究最为深入的炎性小体，它整合了 TLR4-NF-κB 活化、线粒体损伤及活性氧（ROS）等上游信号，从而促进 IL-1β/IL-18 释放、中性粒细胞募集和关节组织损伤[18]、[19]、[20]、[21]。cAMP-PKA 信号通路可负性调控 NLRP3 活化，调控这一轴已成为有前景的抗痛风策略，但与 GA 相关的内源性上游调节因子在 cAMP-PKA-NF-κB-NLRP3 信号轴中的连接机制仍未完全阐明[22]、[23]、[24]、[25]。斯坦尼钙蛋白-1（STC1）是一种在哺乳动物组织中广泛表达的分泌型糖蛋白，参与炎症、血管新生、代谢及应激反应[26]、[27]、[28]。除其在多种癌症中作为促肿瘤因子的已知作用外[29]、[30]、[31]、[32]、[33]，STC1 还促进胶原诱导性关节炎中 M1 型巨噬细胞极化并维持慢性关节炎症[34]。此外，膝骨关节炎的遗传学研究将 STC1 基因位点与尿酸相关通路联系起来[35]。还有研究表明 STC1 在小鼠痛风模型的多组织中表达上调，并被提议为潜在的炎症相关生物标志物[36]。此外，尽管 STC1 已与其他疾病中与 cAMP 相关的炎症通路相关联，但其在调节痛风中 NLRP3 炎性小体和焦亡中的作用尚不清楚。综上所述，现有证据表明 NLRP3 介导的焦亡是 GA 发病机制的核心，且 STC1 在炎症及尿酸相关关节疾病中可被诱导性表达，但 STC1 是否直接驱动 GA 中 MSU 诱导的 NLRP3 活化和焦亡仍属未知。因此，本研究旨在确定 STC1 是否通过 cAMP-PKA-NF-κB 通路在 MSU 诱导的小鼠和 J774A.1 细胞模型中促进 NLRP3 炎性小体介导的焦亡，并探索 STC1-NOTCH1 轴在此过程中的贡献。---# 节选摘要## GA 小鼠模型的建立雄性 KM 野生型（WT）小鼠和 STC1 基因敲除（STC1 KO）小鼠（6-7 周龄）购自南京金仁达生物科技股份有限公司。所有涉及小鼠的操作均经南京中医药大学动物伦理委员会批准，符合 ARRIVE 指南要求（NUCM_2025-009）。按照既往方法[37]，将单钠尿酸盐（MSU）晶体经关节内注射至右踝关节，诱导实验性 GA。具体而言，将 MSU 晶体悬浮于……## STC1 在 GA 模型小鼠炎症踝关节中表达升高，并促进 MSU 诱导的关节炎症与既往转录组数据所示 GA 小鼠 STC1 升高[36]一致，关节内 MSU 注射后 STC1 mRNA 和蛋白水平在踝关节中较对照小鼠显著上调（图 1A-B）。未经处理的 WT 小鼠和 STC1 KO 小鼠中 STC1 表达保持低水平。MSU 处理的 WT 小鼠踝关节中 STC1 表达显著升高，证实了 STC1 在该 GA 模型中的诱导性表达（图 1C）。免疫荧光结果显示 STC-1 阳性荧光信号集中于滑膜损伤区域……## 讨论GA 日益被认为是 NLRP3 驱动的自身炎症疾病原型的典型代表，其中 MSU 晶体激活先天免疫传感器，触发 Caspase-1 活化、IL-1β/IL-18 成熟及 Gasdermin-D（GSDMD）依赖性焦亡[12]、[15]、[16]。近期综述强调 NLRP3 处于 GA 发病机制的枢纽地位，现已成为核心治疗靶点[20]、[40]。我们的研究将 STC1 鉴定为 GA 中 NLRP3 介导炎症的上游放大因子，并阐明了一种机制性……## 伦理同意小鼠研究的批准已获得南京中医药大学动物伦理委员会（NUCM_2025-009）许可。## CRediT 作者贡献声明**贺月**：论文撰写—初稿、可视化、验证、软件、方法学、形式分析。**郑辉**：可视化、软件、方法学、形式分析。**越志**：软件、方法学、形式分析。**葛庭秋**：论文撰写—审阅与编辑、软件。**胡艳青**：可视化、形式分析。**张宇**：验证、方法学。**钟燕丹**：论文撰写—初稿、监督、资源、项目管理、经费获取、概念构思。## 发表同意不适用。## 资金来源本项目由陕西省自然科学基础研究计划资助（编号：2025JC-YBMS-956、2025JC-YBMS-1031）。## 利益冲突声明作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知竞争性经济利益关系或个人关系。---贺月 | 郑辉 | 越志 | 葛庭秋 | 胡艳青 | 张宇 | 钟燕丹南京中医药大学第二附属医院感染与肝病科，中国江苏南京 210003