炎性小体相关基因遗传多态与类风湿关节炎易感性及其机制的研究

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory and autoimmune disorder with hypertrophy, hyperplasia and angiogenesis of synovial tissue. Inflammasome may lead to the production of the active forms of IL-1β and IL-18, which contribute to synovitis, progressive erosions and cartilage destruction. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) may be important for RA susceptibility. Recent researches have found some of inflammasome associated SNPs were significantly associated with RA susceptibility. The aim of our study is to thoroughly investigate inflammasome associated SNPs and RA risk. We use the human Haplotype Map database (HapMap) and moderate-high throughput genotype testing technology and other advanced molecular biology methods, conduct a two-stage case-control study in a large cohort, to investigate: (1) The relationship between inflammasome associated genetic polymorphisms (SNPs) and RA susceptibility in a Chinese population; (2) Gene-gene interactions, gene-other factors (CRP, anti-CCP, DAS28, etc.) interactions; (3) The biological function of SNP sites in functional regions related gene (such as the regulation of gene expression, protein structure and function, etc.). The results can benefit early diagnosis and early treatment of RA.

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)是一种以关节滑膜增生和血管翳生成为表现的慢性炎症性自身免疫性疾病。炎性小体(inflammasome)可能促进滑膜细胞分泌IL-1β, IL-18等炎症因子，侵蚀关节软骨及其周围组织，在RA发病过程中起重要作用。炎性小体与RA的关联研究已取得一些重要成果，证实了基因遗传多态NLRP1 rs878329 G>C与RA存在显著关联。然而，上述关联研究只是对构成炎性小体个别基因进行初步的研究和分析，不能全面的描述炎性小体相关基因在RA易感性中的影响，本研究采用大样本的病例对照研究，选择炎性小体相关基因标签位点，深入探讨①炎性小体相关基因的遗传多态单独或联合与中国人群RA易感性的关联；②基因-基因交互作用，基因-其它因素之间的交互作用；③相关基因功能性SNP位点的生物学功能。研究结果对RA的早期诊断、早期治疗等均具有重要的现实意义。

本课题组开展了炎性小体与类风湿关节炎易感性（Rheumatoid arthritis, RA）的关联研究，发现NLRP1 rs878329 G>C与RA易感性存在显著关联。随后，我们对相关基因进行精细作图筛选，并在大样本人群中进行炎性小体相关的NLRP1、NLRP3、NLRP6、NLRC4、AIM2、Caspase-1、Caspase-5、IL-1β和IL-18等基因标签位点的关联分析，寻找阳性位点；第二阶段：在另外323例RA和437例对照中对阳性位点进行验证，并对其功能学意义进行了研究。我们对大样本人群外周血进行基因分型，发现NLRP1 rs1800629和Caspase-5 rs9651713和rs3181318等与RA易感性显著关联。Rs3181318位点携带AA基因型的发病年龄显著高于携带GG基因型的个体。我们还测试了500例RA病人和500例对照血浆中的IL18和Caspase-1水平，研究基因型与基因表达水平的联系。除此之外，我们还研究了类风湿关节炎相关通路上其他基因（EGF、EST1、WDFY4、HLA-C、JAM2、REL、Mir-146a、OPG、IL-17A、IL-10、IL-12A/B、VEGF、FAS/FASL、BCL2、Caspase-8、IL-15、TNFAIP3、MDM4、IL-3和Caspase-5）的标签位点,发现了与RA易感性及其临床指标显著相关的基因位点。今后我们计划通过遗传风险评分和孟德尔随机化等方法探索单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）与RA临床表型之间的关系，大幅度提升基因多态对疾病的预测性和可靠性。在研究过程中，我们发现生物信息学在寻找功能基因和预测SNP功能方面具有显著优势。所以我们研究了托珠单抗处理前后滑膜组织里基因转录水平的变化，寻找有显著功能的差异基因，预测托珠单抗的治疗效果。综上所述，本课题组研究了RA易感的炎性小体相关基因SNPs，对阳性位点进行了功能学验证，然后采用遗传风险评分和孟德尔随机化等方法对位点按基因和通路进行整合，研究其与RA临床表型之间的联系，为RA的早期诊断和治疗提供了理论依据和现实基础。