物理和化学信号介导的大鼠滑膜细胞病理反应及其信号转导通路

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1、南开大学博士学位论文物理和化学信号介导的大鼠滑膜细胞病理反应及其信号转导通路姓名：胡芬申请学位级别：博士专业：生物物理学指导教师：杨文修20080401中文摘要类风湿关节炎(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

2、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TRPVlmRNA。发现辣椒素和溶液酸化至pH5．5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TI冲V1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pH6．5能介导大鼠滑膜细胞增强黏附分子

3、ICAM．1的表达，信号通路中包括PLC活化依赖的胞内cE+释放从而升高[Ca2+】i，和激活核因子NF．r．B的核转位。进一步发现溶液酸化至pH6．5通过抑制辣椒素诱导的滑膜细胞胞外cE+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(一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Ca：+内流和胞内Ca2+释放从而升高[Ca2+]i；ATP能协同LPS或TNF．0【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(pH6．4

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TRPVl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中文摘要用，提示TRPVl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JurkatT细胞增殖和诱导其凋亡的作用特征及机制。结果表明：芦

5、荟大黄素剂量依赖性地抑制JurkatT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。关键词：类风湿关节炎，滑膜细胞，物理和化学信号，信号转导通路，JurkatT细胞系。AbstractRheumatoidarthritis(RA)isacommonandcllromcautoimmune．diseasecharacterizedbyinflammatorysynovitis．SofarthepathogenesisofRAisnotwellknownandthereisrio

6、specificdrugfortreatment．ThereforefurtherstudyonthepathophysiologyofRAandseekingforpotentialtargetsfortherapeuticsareimportant．Accordingtoclinicalinvestigation,somephysicalandchemicalenvironmentsuchastemperature，andpH，osmolarity,ATPconcentrationinsynovialfluidareabnormal，anditisnovelto

7、studytheeffectsofthesefactorsonthepathophysiologyofRA．Inthisstudy，forsynovialfibroblastsisolatedfromaratmodelofcollagen·inducedarthritis(CIA)，theeffectsandsignalingpathwayofextracellularacidicsolutiontovaryingdegrees，abnormalincreaseofextracellularATPconcentration，andcapsaicinoncellp