GADD34:n ilmentymisen kvantifiointi RA:ssa (GADD34-RA)

Endoplasminen retikulumi (ER) on solun alainen osasto, jossa tuotetaan transmembraanisia ja erittyviä proteiineja. Normaaleissa olosuhteissa biosynteesin nopeutta, laskostumista ja proteiinien kauppaa säätelevät tiukasti tehokkaan "laadunvalvontajärjestelmän" kautta. ER reagoi väärin laskostuneiden proteiinien kerääntymiseen luumenissaan erilaisten signalointireittien kautta, jotka tunnetaan nimellä laskostumaton proteiinivaste (UPR) [1]. Aktivoituessaan ER:n transmembraaniproteiini PERK fosforyloi eukaryoottisen aloitustekijän eIF2 alfa-alayksikön [2]. Näissä olosuhteissa transkriptiotekijä ATF4 ohjaa oksidatiivisen stressin vastustuskykyyn, aminohappojen aineenvaihduntaan osallistuvien geenien ilmentymistä sekä GADD34:n (kasvupysähdys ja DNA-vaurioita aiheuttava geeni 34) ilmentymistä [3]. GADD34 on PP1-fosfataasin säätelyalayksikkö, joka defosforyloi eIF2alphaa [4], edustaen UPR:n negatiivista takaisinkytkentäsilmukkaa, joka on välttämätön proteiinisynteesin palautumiselle ja solujen eloonjäämiselle [5].

UPR on enemmän kuin vain adaptiivinen vaste laskostumattoman proteiinin kertymiseen ER:ssä, ja UPR-signalointireitit leikkaavat immuunivasteita monilla tasoilla [6]. B-lymfosyyteissä UPR:n aktivaatio on osa normaalia solujen erilaistumisohjelmaa, jolla on tärkeä rooli immunoglobuliinisynteesissä [7]. ER-stressi on myös liitetty monien ihmisten sairauksien, mukaan lukien aineenvaihdunta-, hermostoa rappeuttavat sairaudet ja syöpä, patogeneesiin [8]. Suora yhteys UPR:n ja tulehduksen välillä on osoitettu autoimmuunisairauksien, kuten tulehduksellisen suolistosairauden, kehittymiselle [9].

Nivelreuma on krooninen monitekijäinen tulehdussairaus. Makrofagien ja monosyyttien erittämillä proinflammatorisilla sytokiineilla, kuten TNF-alfalla ja IL-6:lla, on tärkeä patogeeninen rooli tulehdusvaiheissa, nivelkalvon proliferaatiossa ja rustovauriossa [10]. Reumatekijä (RF) on ollut laajimmin käytetty vasta-aine RA:n diagnosoinnissa [11]; anti-citrullinated proteiinivasta-aineet (ACPA) on myös sisällytetty ACR/EULAR:n diagnostisiin kriteereihin vuonna 2010 [12], ja ne liittyvät voimakkaasti erosiivisen RA:n kehittymiseen [13].

GADD34:n on äskettäin osoitettu olevan välttämätön tulehdusta edistävien sytokiinien tuottamiseksi dendriittisoluissa ja fibroblasteissa, jotka altistetaan kaksijuosteiselle RNA:lle hiiren mallissa [14]. Fibroblasteissa GADD34:n ilmentyminen riippuu PKR:n (proteiinikinaasi-RNA-aktivoidusta) aktivaatiosta, mikä osoittaa suoran yhteyden patogeenin havaitsemisen ja UPR:n eIF2alphaP/ATF4-reitin välillä. Tämän yhteyden tärkeys antiviraalisen immuniteetin kannalta on osoitettu Chikungunya-viruksella infektoituneiden GADD34-puutteisten vastasyntyneiden hiirten kuolleisuuden vuoksi, mikä johtuu IFN-beetan tuotannon merkittävästä vähenemisestä [15]. On ehdotettu, että GADD34:llä voisi olla laadullinen rooli transloituvien mRNA:iden valinnassa tietyissä olosuhteissa, kuten virusinfektioissa [16]. Nämä tulokset viittaavat siihen, että GADD34 saattaa olla tulehdusprosessien avainmolekyyli myös ihmisen patologioissa; GADD34:n rooli sytokiinituotannossa ihmisillä on kuitenkin vielä selvittämättä. Tutkimuksemme tavoitteena oli tutkia GADD34:n ilmentymistä nivelreumapotilailla.

1. Hetz, C., et ai., The unfolded protein response: integring stress signals through stress sensor IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): s. 1219-43.
2. Harding, H.P. et ai., Perk on välttämätön translaation säätelylle ja solujen selviytymiselle laskostumattoman proteiinivasteen aikana. Mol Cell, 2000. 5 (5): s. 897-904.
3. Harding, H.P. et ai., Integroitu stressivaste säätelee aminohappojen aineenvaihduntaa ja vastustuskykyä oksidatiiviselle stressille. Mol Cell, 2003. 11 (3): s. 619-33.
4. Novoa, I. et ai., Feedback inhibition of laskostuneen proteiinivasteen GADD34-välitteisellä eIF2alfan defosforylaatiolla. J Cell Biol, 2001. 153 (5): s. 1011-22.
5. Novoa, I., et ai., Stressin aiheuttama geeniekspressio vaatii ohjelmoitua palautumista translaation repressiosta. Embo J, 2003. 22 (5): s. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran ja B.N. Lambrecht, Avautuneen proteiinivasteen kehittyvät toiminnot immuniteetissa. Nat Immunol. 15 (10): s. 910-919.
7. Iwakoshi, N. N. et ai., Plasmasolujen erilaistuminen ja laskostumaton proteiinivaste leikkaavat transkriptiotekijän XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): s. 321-9.
8. Wang, S. ja R.J. Kaufman, laskostuneen proteiinivasteen vaikutus ihmisen sairauksiin. J Cell Biol. 197 (7): s. 857-67.
9. Kaser, A., et ai., XBP1 yhdistää ER-stressin suoliston tulehdukseen ja antaa geneettisen riskin ihmisen tulehdukselliselle suolistosairaudelle. Cell, 2008. 134 (5): s. 743-56.
10. McInnes, I.B. ja G. Schett, The pathogenesis of rheumatoid arthrosis. N Engl J Med. 365 (23): s. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli ja R. Gualtierotti, Rheumatoid tekijät: kliiniset sovellukset. Dis Markers. 35 (6): s. 727-34.
12. Aletaha, D., et al., 2010 Nivelreuman luokittelukriteerit: American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism -yhteistyöaloite. Rheum-niveltulehdus. 62 (9): s. 2569-81.
13. Majka, D.S., et ai., Prekliinisen nivelreumaan liittyvän autovasta-ainepositiivisuuden kesto lisääntyy potilailla, jotka ovat iäkkäämpiä taudin diagnoosin aikaan. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): s. 801-7.
14. Clavarino, G., et ai., Proteiinifosfataasi 1 -alayksikkö Ppp1r15a/GADD34 säätelee sytokiinien tuotantoa polyinosiini:polysytidyylihapolla stimuloiduissa dendriittisoluissa. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (8): s. 3006-11.
15. Clavarino, G. et ai., GADD34:n induktio on välttämätön dsRNA-riippuvaiselle interferoni-beetatuotannolle ja osallistuu Chikungunya-virusinfektion hallintaan. PLoS Patog. 8 (5): s. e1002708.
16. Claudio, N., et ai., Mapping the crossroads of immuuniaktivaation ja solujen stressivasteen reittien kartoittaminen. Embo J. 32 (9): s. 1214-24.