Kwantyfikacja ekspresji GADD34 w RZS (GADD34-RA)

Retikulum endoplazmatyczne (ER) to przedział subkomórkowy, w którym produkowane są białka transbłonowe i sekrecyjne. W normalnych warunkach tempo biosyntezy, fałdowanie i transport białek są ściśle regulowane przez wydajny system „kontroli jakości”. ER reaguje na gromadzenie się nieprawidłowo sfałdowanych białek w swoim świetle poprzez różne szlaki sygnalizacyjne znane jako odpowiedź niezfałdowanego białka (UPR) [1]. Po aktywacji transbłonowe białko ER PERK fosforyluje podjednostkę alfa eukariotycznego czynnika inicjacji eIF2 [2]. W tych warunkach czynnik transkrypcyjny ATF4 kieruje ekspresją genów zaangażowanych w odporność na stres oksydacyjny, metabolizm aminokwasów, a także ekspresję GADD34 (Growth stop and DNA damage-inducible gene 34) [3]. GADD34 jest podjednostką regulatorową fosfatazy PP1, która defosforyluje eIF2alfa [4], reprezentując pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego UPR, niezbędną do regeneracji syntezy białek i przeżycia komórek [5].

UPR jest czymś więcej niż tylko odpowiedzią adaptacyjną na akumulację niesfałdowanego białka w ER, a szlaki sygnałowe UPR przecinają się z odpowiedziami immunologicznymi na wielu poziomach [6]. W limfocytach B aktywacja UPR jest częścią normalnego programu różnicowania komórek, odgrywając ważną rolę w syntezie immunoglobulin [7]. Stres ER jest również zaangażowany w patogenezę wielu chorób człowieka, w tym chorób metabolicznych, neurodegeneracyjnych i raka [8]. Wykazano bezpośredni związek między UPR a stanem zapalnym w rozwoju chorób autoimmunologicznych, takich jak nieswoiste zapalenie jelit [9].

Reumatoidalne zapalenie stawów jest przewlekłą, wieloczynnikową chorobą zapalną. Cytokiny prozapalne, takie jak TNF-alfa i IL-6, wydzielane przez makrofagi i monocyty, odgrywają ważną rolę patogenetyczną w fazach zapalenia, proliferacji błony maziowej i uszkodzenia chrząstki [10]. Czynnik reumatoidalny (RF) był najczęściej stosowanym przeciwciałem do diagnozowania RZS [11]; anty-cytrulinowane przeciwciała białkowe (ACPA) zostały również włączone do kryteriów diagnostycznych ACR/EULAR w 2010 roku [12] i są silnie związane z rozwojem erozyjnego RZS [13].

Niedawno wykazano, że GADD34 jest niezbędny do produkcji cytokin prozapalnych przez komórki dendrytyczne i fibroblasty eksponowane na dwuniciowy RNA w modelu mysim [14]. W fibroblastach ekspresja GADD34 zależy od aktywacji PKR (aktywowanej przez kinazę białkową RNA), co wskazuje na bezpośredni związek między wykrywaniem patogenu a szlakiem UPR eIF2alphaP/ATF4. Znaczenie tego związku dla odporności przeciwwirusowej zostało wykazane przez śmiertelność noworodków myszy z niedoborem GADD34 zakażonych wirusem Chikungunya, z powodu znacznego zmniejszenia produkcji IFN-beta [15]. Zaproponowano, że GADD34 może odgrywać jakościową rolę w selekcji mRNA podlegających translacji w określonych warunkach, takich jak infekcje wirusowe [16]. Wyniki te sugerują, że GADD34 może być również kluczową cząsteczką procesów zapalnych w patologiach u ludzi; jednak rola GADD34 w produkcji cytokin u ludzi pozostaje do wyjaśnienia. Celem naszego badania było zbadanie ekspresji GADD34 u pacjentów z RZS.

1. Hetz, C. i in., Odpowiedź niezłożonego białka: integracja sygnałów stresu przez czujnik stresu IRE1alpha. Physiol Rev. 91 (4): s. 1219-43.
2. Harding, HP i in., Perk jest niezbędny do regulacji translacji i przeżycia komórek podczas odpowiedzi niezwiniętego białka. Mol Cell, 2000. 5 (5): str. 897-904.
3. Harding, H.P. i in., Zintegrowana reakcja na stres reguluje metabolizm aminokwasów i odporność na stres oksydacyjny. Mol Cell, 2003. 11 (3): str. 619-33.
4. Novoa, I. i in., Hamowanie sprzężenia zwrotnego odpowiedzi niezłożonego białka przez defosforylację eIF2alfa za pośrednictwem GADD34. J Cell Biol, 2001. 153 (5): s. 1011-22.
5. Novoa, I. i in., Ekspresja genów wywołana stresem wymaga zaprogramowanego powrotu do zdrowia po represji translacyjnej. Embo J, 2003. 22 (5): str. 1180-7.
6. Janssens, S., B. Pulendran i B.N. Lambrecht, Pojawiające się funkcje niesfałdowanej odpowiedzi białkowej w odporności. Nat Immunol. 15 (10): str. 910-919.
7. Iwakoshi, N.N. i wsp., Różnicowanie komórek plazmatycznych i niesfałdowana odpowiedź białkowa przecinają się na czynniku transkrypcyjnym XBP-1. Nat Immunol, 2003. 4 (4): s. 321-9.
8. Wang, S. i RJ Kaufman, Wpływ niesfałdowanej odpowiedzi białkowej na choroby człowieka. J Cell Biol. 197 (7): s. 857-67.
9. Kaser, A. i in., XBP1 łączy stres ER z zapaleniem jelit i nadaje genetyczne ryzyko zapalnej chorobie jelit u ludzi. Komórka, 2008. 134 (5): s. 743-56.
10. McInnes, I.B. i G. Schett, Patogeneza reumatoidalnego zapalenia stawów. N angielski J Med. 365 (23): s. 2205-19.
11. Ingegnoli, F., R. Castelli i R. Gualtierotti, Czynniki reumatoidalne: zastosowania kliniczne. Znaczniki Dis. 35 (6): s. 727-34.
12. Aletaha, D. i in., 2010 Kryteria klasyfikacji reumatoidalnego zapalenia stawów: wspólna inicjatywa American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism. Zapalenie stawów Reum. 62 (9): s. 2569-81.
13. Majka, DS i wsp., Czas trwania przedklinicznej autoprzeciwciał związanych z reumatoidalnym zapaleniem stawów wzrasta u osób w starszym wieku w momencie rozpoznania choroby. Ann Rheum Dis, 2008. 67 (6): s. 801-7.
14. Clavarino, G. i in., Podjednostka fosfatazy białkowej 1 Ppp1r15a/GADD34 reguluje wytwarzanie cytokin w komórkach dendrytycznych stymulowanych poliinozyną: kwasem policytydylowym. Proc Natl Acad Sci USA 109 (8): s. 3006-11.
15. Clavarino, G. i in., Indukcja GADD34 jest niezbędna do zależnej od dsRNA produkcji interferonu-beta i uczestniczy w zwalczaniu zakażenia wirusem Chikungunya. Patog PLoS. 8 (5): str. e1002708.
16. Claudio, N. i in., Mapowanie skrzyżowania szlaków aktywacji immunologicznej i komórkowej odpowiedzi na stres. Embo J. 32 (9): s. 1214-24.