Quantifizierung der GADD34-Expression in RA (GADD34-RA)

Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist das subzelluläre Kompartiment, in dem transmembrane und sezernierte Proteine ​​produziert werden. Unter normalen Bedingungen werden die Biosyntheserate, die Faltung und der Transport der Proteine ​​durch ein effizientes „Qualitätskontrollsystem“ streng reguliert. Das ER reagiert auf die Ansammlung fehlgefalteter Proteine ​​in seinem Lumen über verschiedene Signalwege, die als unfolded protein response (UPR) bekannt sind [1]. Bei Aktivierung phosphoryliert das ER-Transmembranprotein PERK die alpha-Untereinheit des eukaryotischen Initiationsfaktors eIF2 [2]. Unter diesen Bedingungen steuert der Transkriptionsfaktor ATF4 die Expression von Genen, die an der Resistenz gegen oxidativen Stress, am Aminosäurestoffwechsel sowie an der Expression von GADD34 (Growth Arrest and DNA Damage-Inducible Gene 34) beteiligt sind [3]. GADD34 ist eine regulatorische Untereinheit der PP1-Phosphatase, die eIF2alpha dephosphoryliert [4], was eine negative Rückkopplungsschleife von UPR darstellt, die für die Wiederherstellung der Proteinsynthese und das Überleben der Zellen unerlässlich ist [5].

Die UPR ist mehr als nur eine adaptive Reaktion auf eine entfaltete Proteinakkumulation im ER, und UPR-Signalwege überschneiden sich auf vielen Ebenen mit Immunantworten [6]. In B-Lymphozyten ist die Aktivierung von UPR Teil des normalen Programms der Zelldifferenzierung und spielt eine wichtige Rolle bei der Immunglobulinsynthese [7]. ER-Stress wurde auch mit der Pathogenese vieler menschlicher Krankheiten in Verbindung gebracht, einschließlich metabolischer, neurodegenerativer Erkrankungen und Krebs [8]. Ein direkter Zusammenhang zwischen UPR und Entzündung wurde für die Entwicklung von Autoimmunerkrankungen wie entzündlichen Darmerkrankungen nachgewiesen [9].

Rheumatoide Arthritis ist eine chronische multifaktorielle entzündliche Erkrankung. Proinflammatorische Zytokine wie TNF-alpha und IL-6, die von Makrophagen und Monozyten sezerniert werden, spielen eine wichtige pathogene Rolle in den Phasen der Entzündung, Synovialproliferation und Knorpelschädigung [10]. Rheumafaktor (RF) ist der am häufigsten verwendete Antikörper zur Diagnose von RA [11]; Anti-citrullinierte Protein-Antikörper (ACPA) wurden 2010 ebenfalls in die diagnostischen Kriterien von ACR/EULAR aufgenommen [12] und sind stark mit der Entwicklung einer erosiven RA assoziiert [13].

GADD34 hat sich kürzlich in einem Mausmodell als notwendig für die Produktion proinflammatorischer Zytokine durch dendritische Zellen und Fibroblasten erwiesen, die doppelsträngiger RNA ausgesetzt waren [14]. In Fibroblasten ist die GADD34-Expression von der PKR-Aktivierung (Protein Kinase RNA-activated) abhängig, was eine direkte Verbindung zwischen dem Nachweis von Pathogenen und dem eIF2alphaP/ATF4-Weg von UPR zeigt. Die Bedeutung dieser Verbindung für die antivirale Immunität wurde durch die Mortalität von GADD34-defizienten, mit dem Chikungunya-Virus infizierten neugeborenen Mäusen aufgrund einer signifikanten Verringerung der IFN-beta-Produktion gezeigt [15]. Es wurde vorgeschlagen, dass GADD34 eine qualitative Rolle bei der Auswahl von mRNAs spielen könnte, die unter bestimmten Bedingungen, wie Virusinfektionen, translatiert werden [16]. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass GADD34 auch in menschlichen Pathologien ein Schlüsselmolekül für entzündliche Prozesse sein könnte; die Rolle von GADD34 bei der Zytokinproduktion beim Menschen muss jedoch noch aufgeklärt werden. Das Ziel unserer Studie war es, die GADD34-Expression bei RA-Patienten zu untersuchen.

1. Hetz, C., et al., Die ungefaltete Proteinantwort: Integration von Stresssignalen durch den Stresssensor IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): p. 1219-43.
2. Harding, H.P., et al., Perk ist essentiell für die Translationsregulation und das Zellüberleben während der entfalteten Proteinantwort. MolCell, 2000. 5 (5): p. 897-904.
3. Harding, H.P., et al., Eine integrierte Stressreaktion reguliert den Aminosäurestoffwechsel und die Resistenz gegen oxidativen Stress. MolCell, 2003. 11 (3): p. 619-33.
4. Novoa, I., et al., Feedback-Hemmung der ungefalteten Proteinantwort durch GADD34-vermittelte Dephosphorylierung von eIF2alpha. J Cell Biol, 2001. 153 (5): p. 1011-22.
5. Novoa, I., et al., Stressinduzierte Genexpression erfordert eine programmierte Erholung von der translationalen Repression. EmboJ, 2003. 22 (5): p. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran und B.N. Lambrecht, Emerging Functions of the Unfolded Protein Response in Immunity. Nat. Immunol. 15 (10): p. 910-919.
7. Iwakoshi, N. N., et al., Plasmazelldifferenzierung und die entfaltete Proteinantwort schneiden sich am Transkriptionsfaktor XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): p. 321-9.
8. Wang, S. und R.J. Kaufman, Der Einfluss der entfalteten Proteinantwort auf die menschliche Krankheit. J CellBiol. 197 (7): p. 857-67.
9. Kaser, A., et al., XBP1 verbindet ER-Stress mit Darmentzündungen und verleiht dem Menschen ein genetisches Risiko für entzündliche Darmerkrankungen. Zelle, 2008. 134 (5): p. 743-56.
10. McInnes, I.B. und G. Schett, Die Pathogenese der rheumatoiden Arthritis. N Engl. J Med. 365 (23): p. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli und R. Gualtierotti, Rheumafaktoren: klinische Anwendungen. Dis-Marker. 35 (6): p. 727-34.
12. Aletaha, D., et al., 2010 Klassifizierungskriterien für rheumatoide Arthritis: eine Gemeinschaftsinitiative des American College of Rheumatology und der European League Against Rheumatism. Arthritis-Rheuma. 62 (9): p. 2569-81.
13. Majka, D.S., et al., Dauer der präklinischen Autoantikörper-Positivität im Zusammenhang mit rheumatoider Arthritis steigt bei Patienten mit höherem Alter zum Zeitpunkt der Krankheitsdiagnose. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): p. 801-7.
14. Clavarino, G., et al., Die Proteinphosphatase 1-Untereinheit Ppp1r15a/GADD34 reguliert die Cytokinproduktion in Polyinosin-:Polycytidylsäure-stimulierten dendritischen Zellen. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (8): p. 3006-11.
15. Clavarino, G., et al., Die Induktion von GADD34 ist für die dsRNA-abhängige Interferon-beta-Produktion erforderlich und beteiligt sich an der Kontrolle der Chikungunya-Virusinfektion. PLoS-Pathog. 8 (5): p. e1002708.
16. Claudio, N., et al., Kartierung der Kreuzung von Immunaktivierung und zellulären Stressreaktionswegen. Embo J. 32 (9): p. 1214-24.