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类风湿关节炎(RA)是一种以关节滑膜炎为主要特征的慢性全身性自身免疫性疾病,其发病机制尚未清楚阐明,至今尚无治疗的特效药物。因而,进一步深入研究RA发生、发展的病理机制,并寻找针对性的治疗靶点和药物,对于关节炎的治疗有重要意义。临床研究表明,一些组织细胞的物理、化学微环境在病变关节处表现异常,如温度、关节液pH值、渗透压和ATP含量等,这些异常在RA病理中的作用机制和意义鲜有报道。为此,我们构建了胶原诱导的大鼠关节炎模型,用提取和培养的滑膜成纤维样细胞为标本,研究了一些物理因素和化学物(细胞外溶液不同程度的酸化,ATP的异常升高,及辣椒素)介导的大鼠滑膜细胞的病理反应(细胞的增生、死亡和一些细胞因子及炎性小分子的产生和释放)及其信号转导通路。
得到的主要研究结果如下：
(1)确定了大鼠滑膜成纤维细胞表达TRPV1 mRNA。发现辣椒素和溶液酸化至pH 5.5分别能介导大鼠滑膜细胞死亡(包括凋亡),二者之间有协同效应。其信号通路中包括活化TRPV1诱导胞外钙内流升高[Ca2+]i,和大量产生ROS导致线粒体膜电位去极化。
(2)发现溶液酸化至pH 6.5能介导大鼠滑膜细胞增强黏附分子ICAM-1的表达,信号通路中包括PLC活化依赖的胞内Ca2+释放从而升高[Ca2+]i,和激活核因子NF-kB的核转位。进一步发现溶液酸化至pH 6.5通过抑制辣椒素诱导的滑膜细胞胞外Ca2+内流和ROS的产生,抑制辣椒素介导的细胞死亡效应。
(3)ATP能介导大鼠滑膜细胞增加氮氧自由基(-氧化氮和超氧阴离子)产物,信号通路中包括活化P2样受体诱导胞外Ca2+内流和胞内Ca2+释放从而升高[Ca2+]i;ATP能协同LPS或TNF-α增加滑膜细胞NO的释放,这一作用也与P2样受体的活化有关。
总结上述结果,我们的研究首次证明了:RA病理条件下关节腔滑液的酸化(pH 6.4～7.0)增强滑膜细胞炎性介质的表达和抗辣椒素诱导的细胞死亡,表明其对炎症的发展有重要意义。但若溶液进一步酸化到pH<5.9以下时,则可通过活化TRPV1通道介导滑膜细胞死亡,并与辣椒素的促细胞死亡效应有协同作用,提示TRPV1通道可作为一个RA治疗的靶点。ATP可通过活化P2样受体介导炎性信号小分子的释放,显示了其在RA病理中的作用。以上的研究结果为从新的视角认识一些物理、化学因素在RA病理过程中的作用及寻找新的治疗途径提供了一定依据。此外,我们还研究了大黄有效成分芦荟大黄素抑制人白血病细胞系Jurkat T细胞增殖和诱导其凋亡的作用特征及机制。结果表明：芦荟大黄素剂量依赖性地抑制Jurkat T细胞增殖并诱导其凋亡。抑增殖、促凋亡的机制中,包括使细胞周期停滞于G2/M期,增加ROS产物和依赖于线粒体损伤活化Caspases的途径。