莱姆关节炎中关节细胞因子微环境失调的机制及雪胆甲素的调节作用研究

Lyme disease is a zoonosis caused by the infection of Borrelia burgdorferi，and is mainly manifested as Lyme arthritis, nervous system inflammation and cardiac inflammation. The incidence of Lyme arthritis is the highest, but its pathogenesis is not fully clarified. Joint tissue forms a unique regional immune microenvironment, which is closely related to the development and development of arthritis. Our previous studies show that cytokines play an important role in the pathogenesis of Lyme arthritis, but the systematic evaluation of local cytokine microenvironment in joints have not been done yet in previous studies. Now we propose a new hypothesis: Lyme spirochetes can regulate the joint cytokine microenvironment through its surface proteins, attract inflammatory cells and lymphocytes to to the joints, leading to the development of joint inflammation. To this end, we intend to use Lyme spirochetes standard strains and its surface protein BmpA, to establish animal models of Lyme arthritis with non-sensitive, moderately sensitive and high sensitive mice strians and apply transcriptome, proteome and cytokine chip\ from different levels to explore joint cytokine microenvironment disorders induced by Lyme spirochetes, the regulation mechanism of Yunnan unique natural product hemslecin A. The above research will provides the scientific basis and new ideas for the prevention and treatment of Lyme arthritis.

莱姆病是由伯氏疏螺旋体感染引起的人兽共患病。中晚期莱姆病主要表现为莱姆关节炎、神经系统炎症和心脏炎，其中莱姆关节炎发生率最高，危害最大，但发生机制未充分阐明。关节组织形成了独特的区域免疫微环境，并与关节炎的发生发展紧密相关。我们的前期研究表明，细胞因子在莱姆关节炎发病机制中有重要作用，但是既往对关节局部细胞因子微环境系统性评估的研究未见。现在我们提出新的假说：莱姆螺旋体通过其表面蛋白调控关节细胞因子微环境，导致关节炎症的发生发展。为此，我们拟用莱姆螺旋体标准菌株及其重组表面蛋白BmpA进行系列研究，应用莱姆关节炎不敏感、中度敏感和高敏感小鼠建立动物模型，用转录组、蛋白组和细胞因子芯片，从不同层次探索莱姆螺旋体诱发关节细胞因子微环境失调、引发关节炎的机理及云南独特天然产物雪胆甲素对关节细胞因子微环境失调的调节作用。通过上述研究，为莱姆关节炎防治提供理论依据和新思路。

莱姆病是由伯氏疏螺旋体感染引起的人兽共患病。中晚期莱姆病主要表现为莱姆关节炎、神经系统炎症和心脏炎，其中莱姆关节炎发生率最高，危害最大，但发生机制未充分阐明。关节组织形成了独特的区域免疫微环境，并与关节炎的发生发展紧密相关。我们认为，莱姆螺旋体通过其表面蛋白调控关节细胞因子微环境，导致关节炎症的发生发展。为此，我们用莱姆螺旋体标准菌株及其重组表面蛋白BmpA进行了系列研究，应用莱姆关节炎不敏感、中度敏感和高敏感小鼠建立动物模型，用转录组、蛋白组和细胞因子芯片，从不同层次探索莱姆螺旋体诱发关节细胞因子微环境失调、引发关节炎的机理，研究了云南独特天然产物雪胆甲素对关节细胞因子微环境失调的调节作用。研究发现：成功建立C3H小鼠、BC小鼠和B6小鼠对应的重度、中度和轻度关节炎模型。转录组、蛋白组和细胞因子芯结果揭示了三种小鼠不同的关节微环境特征。免疫反应特征：固有免疫反应和适应性免疫反应的激活程度与关节炎严重程度呈正相关。C3H小鼠、BC小鼠和B6小鼠16天时与固有免疫相关的DEGs分别为309个、223个和229个，与适应性免疫相关的DEGs分别为226个、165个和152个。免疫细胞浸润特征： NK细胞、T细胞和B细胞的浸润在C3H小鼠和B6小鼠之间的差距更大。特别是T细胞和B细胞，C3H小鼠的浸润比例分别为26.0%和9.3%，而B6小鼠中的浸润比例仅分别为3.1%和2.5%。细胞因子表达特征：三种小鼠DECs中有大约50-60%是趋化因子，而促炎细胞因子较少表达。组织损伤和修复特征：组织损伤和伤口修复均与关节炎严重程度呈正相关。C3H小鼠关于“对氧化应激的反应”和“活性氧的代谢过程”的上调基因分别是B6小鼠的2.95倍和2.00倍。局部代谢特征：三种小鼠关于葡萄糖、脂质和氧气代谢均受影响，而且影响程度与关节炎严重程度成正相关。。雪胆甲素（CuIIa）能显著缓解LA症状，有效减轻小鼠关节肿胀程度，改变关节炎微环境，减少促炎细胞因子IL-6的表达和增加抑炎细胞因子IL-10的表达。上述研究为莱姆关节炎防治提供了理论依据和新思路。