Kvantificering af GADD34-ekspression i RA (GADD34-RA)

Det endoplasmatiske reticulum (ER) er det subcellulære rum, hvor transmembrane og udskilte proteiner produceres. Under normale forhold er biosyntesehastighed, foldning og handel med proteinerne nøje reguleret gennem et effektivt 'kvalitetskontrol'-system. ER reagerer på akkumulering af fejlfoldede proteiner i dets lumen gennem forskellige signalveje kendt som det udfoldede proteinrespons (UPR) [1]. Ved aktivering phosphorylerer ER-transmembranproteinet PERK alfa-underenheden af ​​den eukaryote initieringsfaktor eIF2 [2]. Under disse betingelser styrer transkriptionsfaktoren ATF4 ekspressionen af ​​gener involveret i resistens over for oxidativt stress, i aminosyremetabolisme, såvel som ekspressionen af ​​GADD34 (Growth arrest and DNA damage-inducible gene 34) [3]. GADD34 er en regulatorisk underenhed af PP1-phosphatase, som dephosphorylerer eIF2alpha [4], repræsenterende en negativ feedback-loop af UPR, essentiel for proteinsyntese-gendannelse og celleoverlevelse [5].

UPR er mere end blot et adaptivt respons på udfoldet proteinakkumulering i ER, og UPR-signalveje krydser immunresponser på mange niveauer [6]. I B-lymfocytter er aktivering af UPR en del af det normale program for celledifferentiering, der spiller en vigtig rolle i immunoglobulinsyntese [7]. ER-stress har også været impliceret i patogenesen af ​​mange menneskelige sygdomme, herunder metaboliske, neurodegenerative sygdomme og cancer [8]. En direkte sammenhæng mellem UPR og inflammation er blevet påvist for udviklingen af ​​autoimmune sygdomme såsom inflammatorisk tarmsygdom [9].

Reumatoid arthritis er en kronisk multifaktoriel inflammatorisk sygdom. Proinflammatoriske cytokiner, såsom TNF-alfa og IL-6, udskilt af makrofager og monocytter har en vigtig patogen rolle i faserne af inflammation, synovial proliferation og bruskskade [10]. Reumatoid faktor (RF) har været det mest udbredte antistof til at diagnosticere RA [11]; anti-citrullinerede proteinantistoffer (ACPA) er også blevet inkluderet i de diagnostiske kriterier for ACR/EULAR i 2010 [12], og de er stærkt forbundet med udviklingen af ​​erosiv RA [13].

GADD34 har for nylig vist sig at være nødvendig for produktionen af ​​proinflammatoriske cytokiner af dendritiske celler og fibroblaster udsat for dobbeltstrenget RNA i en murin model [14]. I fibroblaster er GADD34-ekspression afhængig af PKR (Protein Kinase RNA-aktiveret) aktivering, hvilket viser en direkte forbindelse mellem patogendetektion og eIF2alphaP/ATF4-vejen for UPR. Betydningen af ​​denne forbindelse for anti-viral immunitet er blevet påvist af dødeligheden af ​​GADD34-deficiente nyfødte mus inficeret med Chikungunya-virus på grund af en signifikant reduktion af IFN-beta-produktion [15]. Det er blevet foreslået, at GADD34 kunne have en kvalitativ rolle ved udvælgelsen af ​​mRNA'er, der oversættes under særlige forhold, såsom virale infektioner [16]. Disse resultater tyder på, at GADD34 også kan være et nøglemolekyle af inflammatoriske processer i menneskelige patologier; GADD34's rolle i cytokinproduktionen hos mennesker mangler dog at blive belyst. Målet med vores undersøgelse var at undersøge GADD34-ekspression hos RA-patienter.

1. Hetz, C., et al., Det udfoldede proteinrespons: integration af stresssignaler gennem stresssensoren IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): s. 1219-43.
2. Harding, H.P., et al., Perk er essentiel for translationel regulering og celleoverlevelse under det udfoldede proteinrespons. Mol Cell, 2000. 5 (5): s. 897-904.
3. Harding, H.P., et al., En integreret stressrespons regulerer aminosyremetabolisme og modstand mod oxidativt stress. Mol Cell, 2003. 11 (3): s. 619-33.
4. Novoa, I., et al., Feedback-inhibering af det udfoldede proteinrespons ved GADD34-medieret dephosphorylering af eIF2alpha. J Cell Biol, 2001. 153 (5): s. 1011-22.
5. Novoa, I., et al., Stress-induceret genekspression kræver programmeret genopretning fra translationel undertrykkelse. Embo J, 2003. 22 (5): s. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran og B.N. Lambrecht, Nye funktioner af det udfoldede proteinrespons i immunitet. Nat Immunol. 15 (10): s. 910-919.
7. Iwakoshi, N.N., et al., Plasmacelledifferentiering og det udfoldede proteinrespons skærer hinanden ved transkriptionsfaktoren XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): s. 321-9.
8. Wang, S. og R.J. Kaufman, Virkningen af ​​det udfoldede proteinrespons på menneskelig sygdom. J Cell Biol. 197 (7): s. 857-67.
9. Kaser, A., et al., XBP1 forbinder ER-stress med tarmbetændelse og giver genetisk risiko for human inflammatorisk tarmsygdom. Cell, 2008. 134 (5): s. 743-56.
10. McInnes, I.B. og G. Schett, The pathogenesis of rheumatoid arthritis. N Engl J Med. 365 (23): s. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli og R. Gualtierotti, Reumatoidfaktorer: kliniske anvendelser. Dis Markører. 35 (6): s. 727-34.
12. Aletaha, D., et al., 2010 Rheumatoid arthritis klassifikationskriterier: et samarbejdsinitiativ fra American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism. Gigt Rheum. 62 (9): s. 2569-81.
13. Majka, D.S., et al., Varigheden af ​​præklinisk reumatoid arthritis-relateret autoantistofpositivitet stiger hos personer med højere alder på tidspunktet for sygdomsdiagnose. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): s. 801-7.
14. Clavarino, G., et al., Protein phosphatase 1 underenhed Ppp1r15a/GADD34 regulerer cytokinproduktion i polyinosin: polycytidylsyre-stimulerede dendritiske celler. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (8): s. 3006-11.
15. Clavarino, G., et al., Induktion af GADD34 er nødvendig for dsRNA-afhængig interferon-beta-produktion og deltager i kontrollen af ​​Chikungunya-virusinfektion. PLoS Pathog. 8 (5): s. e1002708.
16. Claudio, N., et al., Kortlægning af krydsfeltet mellem immunaktivering og cellulære stressresponsveje. Embo J. 32 (9): s. 1214-24.