Kvantifisering av GADD34-uttrykk i RA (GADD34-RA)

Endoplasmatisk retikulum (ER) er det subcellulære rommet hvor transmembrane og utskilte proteiner produseres. Under normale forhold er biosyntesehastighet, folding og handel med proteinene tett regulert gjennom et effektivt "kvalitetskontroll"-system. ER reagerer på akkumulering av feilfoldede proteiner i lumenet gjennom forskjellige signalveier kjent som den utfoldede proteinresponsen (UPR) [1]. Ved aktivering fosforylerer ER-transmembranproteinet PERK alfa-underenheten til den eukaryote initieringsfaktoren eIF2 [2]. Under disse forholdene styrer transkripsjonsfaktoren ATF4 uttrykket av gener som er involvert i resistens mot oksidativt stress, i aminosyremetabolismen, samt uttrykket av GADD34 (Growth arrest and DNA damage-inducible gene 34) [3]. GADD34 er en regulatorisk underenhet av PP1 fosfatase som defosforylerer eIF2alpha [4], som representerer en negativ tilbakemeldingssløyfe av UPR, essensiell for proteinsyntesegjenoppretting og celleoverlevelse [5].

UPR er mer enn bare en adaptiv respons på utfoldet proteinakkumulering i ER, og UPR-signalveier krysser immunresponser på mange nivåer [6]. I B-lymfocytter er aktivering av UPR en del av det normale programmet for celledifferensiering, og spiller en viktig rolle i immunglobulinsyntese [7]. ER-stress har også vært involvert i patogenesen av mange menneskelige sykdommer, inkludert metabolske, nevrodegenerative sykdommer og kreft [8]. En direkte sammenheng mellom UPR og betennelse er påvist for utvikling av autoimmune sykdommer som inflammatorisk tarmsykdom [9].

Revmatoid artritt er en kronisk multifaktoriell inflammatorisk sykdom. Proinflammatoriske cytokiner, som TNF-alfa og IL-6, utskilt av makrofager og monocytter har en viktig patogen rolle i fasene av inflammasjon, synovial proliferasjon og bruskskade [10]. Revmatoid faktor (RF) har vært det mest brukte antistoffet for å diagnostisere RA [11]; anti-citrullinerte proteinantistoffer (ACPA) har også blitt inkludert i diagnosekriteriene for ACR/EULAR i 2010 [12] og de er sterkt assosiert med utvikling av erosiv RA [13].

GADD34 har nylig vist seg å være nødvendig for produksjon av proinflammatoriske cytokiner av dendrittiske celler og fibroblaster eksponert for dobbelttrådet RNA i en murin modell [14]. I fibroblaster er GADD34-ekspresjon avhengig av PKR (Protein Kinase RNA-aktivert) aktivering, og viser en direkte kobling mellom patogendeteksjon og eIF2alphaP/ATF4-veien til UPR. Betydningen av denne koblingen for antiviral immunitet har blitt demonstrert av dødeligheten til GADD34-mangelfulle nyfødte mus infisert av Chikungunya-virus, på grunn av en betydelig reduksjon av IFN-beta-produksjonen [15]. Det har blitt foreslått at GADD34 kan ha en kvalitativ rolle i utvalget av mRNA-er som blir oversatt under spesielle forhold, slik som virusinfeksjoner [16]. Disse resultatene tyder på at GADD34 også kan være et nøkkelmolekyl for inflammatoriske prosesser i menneskelige patologier; rollen til GADD34 i cytokinproduksjon hos mennesker gjenstår imidlertid å bli belyst. Målet med vår studie var å undersøke GADD34-uttrykk hos RA-pasienter.

1. Hetz, C., et al., Den utfoldede proteinresponsen: integrering av stresssignaler gjennom stresssensoren IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): s. 1219-43.
2. Harding, HP, et al., Perk er avgjørende for translasjonsregulering og celleoverlevelse under den utfoldede proteinresponsen. Mol Cell, 2000. 5 (5): s. 897-904.
3. Harding, H.P., et al., En integrert stressrespons regulerer aminosyremetabolisme og motstand mot oksidativt stress. Mol Cell, 2003. 11 (3): s. 619-33.
4. Novoa, I., et al., Feedback-hemming av den utfoldede proteinresponsen ved GADD34-mediert defosforylering av eIF2alpha. J Cell Biol, 2001. 153 (5): s. 1011-22.
5. Novoa, I., et al., Stressindusert genuttrykk krever programmert utvinning fra translasjonsundertrykkelse. Embo J, 2003. 22 (5): s. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran og B.N. Lambrecht, Nye funksjoner av den utfoldede proteinresponsen i immunitet. Nat Immunol. 15 (10): s. 910-919.
7. Iwakoshi, N.N., et al., Plasmacelledifferensiering og den utfoldede proteinresponsen krysser hverandre ved transkripsjonsfaktoren XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): s. 321-9.
8. Wang, S. og R.J. Kaufman, Virkningen av den utfoldede proteinresponsen på menneskelig sykdom. J Cell Biol. 197 (7): s. 857-67.
9. Kaser, A., et al., XBP1 kobler ER-stress til tarmbetennelse og gir genetisk risiko for inflammatorisk tarmsykdom hos mennesker. Cell, 2008. 134 (5): s. 743-56.
10. McInnes, I.B. og G. Schett, Patogenesen av revmatoid artritt. N Engl J Med. 365 (23): s. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli og R. Gualtierotti, Revmatoidfaktorer: kliniske anvendelser. Dis Markers. 35 (6): s. 727-34.
12. Aletaha, D., et al., 2010 Revmatoid artritt klassifiseringskriterier: et samarbeidsinitiativ fra American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism. Leddgikt Reum. 62 (9): s. 2569-81.
13. Majka, D.S., et al., Varighet av preklinisk revmatoid artritt-relatert autoantistoff-positivitet øker hos personer med høyere alder på tidspunktet for sykdomsdiagnose. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): s. 801-7.
14. Clavarino, G., et al., Proteinfosfatase 1 underenhet Ppp1r15a/GADD34 regulerer cytokinproduksjon i polyinosin: polycytidylsyrestimulerte dendrittiske celler. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (8): s. 3006-11.
15. Clavarino, G., et al., Induksjon av GADD34 er nødvendig for dsRNA-avhengig interferon-beta-produksjon og deltar i kontrollen av Chikungunya-virusinfeksjon. PLoS Pathog. 8 (5): s. e1002708.
16. Claudio, N., et al., Kartlegging av veikrysset mellom immunaktivering og cellulære stressresponsveier. Embo J. 32 (9): s. 1214-24.