ZNRF3/RNF43对类风湿关节炎滑膜增殖和炎症的作用及其分子机制

Our previous two National Natural Science Foundation research results show: in addition to NF-κB pathway, Rspo and Dvl, two important proteins of Wnt pathway which is also closely related to the proliferation, play an important regulatory role in synovial inflammation, bone erosion and cartilage destruction of rheumatoid arthritis (RA). ZNRF3/RNF43 are newly discovered regulatory protein of Wnt signaling pathway. Its outer membrane structure can combine with Rspo, and intramembranous structure can combine with Dvl. Therefore, based on the previous studies, we will carry out following work in this study: ①To clarify ZNRF3/RNF43 expression in RA synovial tissue and cells. ②To explore the function of ZNRF3/RNF43 to synovial cell proliferation, apoptosis and inflammatory reaction on the gene and protein levels. ③To verify the regulatory role of ZNRF3/RNF43 in TNF-α transgenic mouse model of arthritis. ④ To deeply study the molecular mechanisms of ZNRF3/RNF43 in RA. This study comprehensively expound the function and mechanism of ZNRF3/RNF43 in inflammatory arthritis on the level of clinical samples, primary cells, genes, proteins, vitro and vivo, and to provide a new reliable theoretical basis for the development of new drugs.

我们前期2个国家自然科学基金研究结果显示： 除NF-κB通路外，与增殖密切相关的Wnt通路中两个重要蛋白Rspo和Dvl都在类风湿关节炎（RA）滑膜炎症、骨侵蚀及软骨破坏方面发挥重要调控作用。新近发现ZNRF3/RNF43也是该通路重要调控蛋白，其膜外结构可与Rspo结合，膜内结构可与Dvl结合。故本研究在上述研究基础上拟开展：①明确ZNRF3/RNF43在RA患者滑膜组织及细胞中表达情况。②从基因和蛋白层面探讨ZNRF3/RNF43对滑膜细胞增殖、凋亡及炎症反应作用。③验证ZNRF3/RNF43对TNF-α转基因关节炎小鼠模型滑膜炎症、增殖的调控作用。④深入探讨ZNRF3/RNF43在RA发生发展中的分子机制。本研究从临床标本、原代细胞、基因蛋白及体外体内层面，环环相扣、步步深入，全面阐释ZNRF3/RNF43在炎性关节炎中作用及机制，为新药研发提供全新可靠理论依据。

类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一种可发生于任何年龄的慢性自身免 疫性疾病，主要临床表现为侵蚀性关节炎，基本病理表现为滑膜炎症、血管翳形成，关节软骨的侵蚀、骨的破坏，最终导致关节畸形和功能丧失。其发病机制目前尚不明确。成纤维样滑膜细胞（Fibroblast-like synoviocytes，FLS）在RA中数量病态性增加，凋亡减少，形成血管翳，侵蚀软骨，最终引起骨的破坏。在RA中，RA-FLS的激活是受多种信号通路影响，其中Wnt信号通路是近年来研究的热点，被认为在RA的发生发展中起到了非常重要的作用。锌指环指蛋白3（zinc and ring finger 3，ZNRF3）与环指蛋白43(Ring finger protein 43，RNF43)均为单次跨膜E3泛素化连接酶，是近年来发现的 Wnt 通路负反馈调控蛋白，其通过泛素化降解细胞膜表面Wnt蛋白受体卷曲蛋白（Frizzled, Fz），起到抑制Wnt信号通路活性的作用。但是目前RA中还没有关于ZNRF3/RNF43的相关研究。因此本课题收集临床滑膜标本、培养原代细胞，观察比较了ZNRF3/RNF43在RA患者滑膜组织中的表达，对原代细胞进行慢病毒感染观察ZNRF3/RNF43对于RA-FLS的生物学行为的影响，同时观察了ZNRF3/RNF43对于CIA小鼠的影响，并进一步探讨了相关分子机制。结果发现ZNRF3/RNF43在RA滑膜中高表达，ZNRF3促进RA-FLS增殖、抑制其凋亡、并促进炎性因子分泌，而RNF43则起相反作用。体内实验显示ZNRF3促进CIA小鼠关节炎症，而RNF43可以减轻CIA小鼠关节炎症。其机制可能与ZNRF3交叉调控Wnt/β-catenin信号通路和NF-κB信号通路相关，ZNRF3抑制GSK3β磷酸化的同时激活NF-κB信号通路，使IKK表达增多，抑制β-catenin的降解，促进了胞质内的β-catenin聚集，上调β-catenin/TCF的转录活性。而RNF43则抑制Wnt信号通路活性。