Kvantifikace exprese GADD34 v RA (GADD34-RA)

Endoplazmatické retikulum (ER) je subcelulární kompartment, kde jsou produkovány transmembránové a sekretované proteiny. Za normálních podmínek jsou rychlost biosyntézy, skládání a transport proteinů přísně regulovány účinným systémem „kontroly kvality“. ER reaguje na akumulaci špatně složených proteinů v jeho lumen prostřednictvím různých signálních drah známých jako odpověď na rozbalený protein (UPR) [1]. ER transmembránový protein PERK po aktivaci fosforyluje alfa podjednotku eukaryotického iniciačního faktoru eIF2 [2]. Za těchto podmínek transkripční faktor ATF4 řídí expresi genů podílejících se na odolnosti vůči oxidativnímu stresu, v metabolismu aminokyselin a také expresi GADD34 (Growth zástava a poškození DNA indukovatelný gen 34) [3]. GADD34 je regulační podjednotka PP1 fosfatázy, která defosforyluje eIF2alfa [4], což představuje negativní zpětnovazební smyčku UPR, která je nezbytná pro obnovu syntézy proteinů a přežití buněk [5].

UPR je více než jen adaptivní reakce na rozvinutou akumulaci proteinu v ER a signální dráhy UPR se protínají s imunitními reakcemi na mnoha úrovních [6]. U B lymfocytů je aktivace UPR součástí normálního programu buněčné diferenciace a hraje důležitou roli v syntéze imunoglobulinů [7]. Stres ER se také podílí na patogenezi mnoha lidských onemocnění, včetně metabolických, neurodegenerativních onemocnění a rakoviny [8]. Přímá souvislost mezi UPR a zánětem byla prokázána u rozvoje autoimunitních onemocnění, jako je zánětlivé onemocnění střev [9].

Revmatoidní artritida je chronické multifaktoriální zánětlivé onemocnění. Prozánětlivé cytokiny, jako je TNF-alfa a IL-6, secernované makrofágy a monocyty, mají důležitou patogenní roli ve fázích zánětu, synoviální proliferace a poškození chrupavky [10]. Revmatoidní faktor (RF) byl nejrozšířenější protilátkou k diagnostice RA [11]; protilátky proti citrulinovanému proteinu (ACPA) byly také zahrnuty do diagnostických kritérií ACR/EULAR v roce 2010 [12] a jsou vysoce spojeny s rozvojem erozivní RA [13].

Nedávno se ukázalo, že GADD34 je nezbytný pro produkci prozánětlivých cytokinů dendritickými buňkami a fibroblasty vystavenými dvouvláknové RNA na myším modelu [14]. Ve fibroblastech je exprese GADD34 závislá na aktivaci PKR (Protein Kinase RNA-activated), což ukazuje přímou vazbu mezi detekcí patogenu a eIF2alphaP/ATF4 dráhou UPR. Důležitost tohoto spojení pro antivirovou imunitu byla prokázána úmrtností novorozenců s deficitem GADD34 infikovaných virem Chikungunya v důsledku významného snížení produkce IFN-beta [15]. Bylo navrženo, že GADD34 by mohl mít kvalitativní roli při výběru mRNA překládaných v konkrétních podmínkách, jako jsou virové infekce [16]. Tyto výsledky naznačují, že GADD34 může být také klíčovou molekulou zánětlivých procesů v lidských patologiích; avšak úloha GADD34 v produkci cytokinů u lidí musí být ještě objasněna. Cílem naší studie bylo prozkoumat expresi GADD34 u pacientů s RA.

1. Hetz, C., et al., The unfolded protein response: Integrating stress signal through stress sensor IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): str. 1219-43.
2. Harding, H.P., et al., Perk je nezbytný pro translační regulaci a přežití buněk během odezvy rozvinutého proteinu. Mol Cell, 2000. 5 (5): str. 897-904.
3. Harding, H.P., et al., Integrovaná stresová reakce reguluje metabolismus aminokyselin a odolnost vůči oxidativnímu stresu. Mol Cell, 2003. 11 (3): str. 619-33.
4. Novoa, I., et al., Inhibice zpětné vazby rozložené proteinové odpovědi pomocí GADD34-zprostředkované defosforylace eIF2alfa. J Cell Biol, 2001. 153 (5): str. 1011-22.
5. Novoa, I., et al., Stresem indukovaná genová exprese vyžaduje naprogramované zotavení z translační represe. Embo J, 2003. 22 (5): str. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran a B.N. Lambrecht, Vznikající funkce rozvinuté proteinové odpovědi v imunitě. Nat Immunol. 15 (10): str. 910-919.
7. Iwakoshi, N. N., et al., Diferenciace buněk plazmy a odpověď rozloženého proteinu se protínají v transkripčním faktoru XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): str. 321-9.
8. Wang, S. a R.J. Kaufman, Vliv rozvinuté proteinové reakce na lidské onemocnění. J Cell Biol. 197 (7): str. 857-67.
9. Kaser, A., et al., XBP1 spojuje ER stres se střevním zánětem a uděluje genetické riziko pro lidské zánětlivé onemocnění střev. Cell, 2008. 134 (5): str. 743-56.
10. McInnes, I.B. a G. Schett, The pathogenesis of rheumatoid arthritis. N Engl J Med. 365 (23): str. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli a R. Gualtierotti, Revmatoidní faktory: klinické aplikace. Dis Markers. 35 (6): str. 727-34.
12. Aletaha, D., et al., 2010 Kritéria klasifikace revmatoidní artritidy: společná iniciativa American College of Rheumatology/Evropská liga proti revmatismu. Arthritis Rheum. 62 (9): str. 2569-81.
13. Majka, D.S., et al., Doba trvání pozitivity autoprotilátek související s preklinickou revmatoidní artritidou se zvyšuje u subjektů ve vyšším věku v době diagnózy onemocnění. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): str. 801-7.
14. Clavarino, G., et al., Protein fosfatáza 1 podjednotka Ppp1r15a/GADD34 reguluje produkci cytokinů v dendritických buňkách stimulovaných polyinosinovou: polycytidylovou kyselinou. Proč Natl Acad Sci USA 109 (8): str. 3006-11.
15. Clavarino, G., et al., Indukce GADD34 je nezbytná pro produkci interferonu-beta závislou na dsRNA a podílí se na kontrole infekce virem Chikungunya. PLoS Pathog. 8 (5): str. e1002708.
16. Claudio, N., et al., Mapování křižovatek imunitní aktivace a drah buněčné stresové reakce. Embo J. 32 (9): str. 1214-24.