《International Immunopharmacology》：Microbial-triggered integrated stress response in sulcular and junctional keratinocytes exacerbates immunopathology in periodontitis
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POSTN通过调控ITGαvβ3/TGFβ1/SMAD信号通路促进类风湿性关节炎纤维化与血管生成，揭示其作为治疗靶点的潜力。
李伟华|李志强|郭子翔|郭凤芬|唐坤|张玉鹏|孙国扬|刘旭强|李晓峰
中国南昌大学江西医学院第一附属医院骨科医院，南昌330006
摘要
periostin（POSTN）是一种非结构性细胞外基质蛋白，在促进肿瘤细胞侵袭、转移和疾病进展中起着关键作用。我们之前的研究显示，类风湿性关节炎（RA）患者的滑膜中POSTN的mRNA和蛋白质水平显著升高；然而，其具体功能及其背后的机制仍不清楚。在本研究中，我们探讨了POSTN在成纤维细胞样滑膜细胞（FLSs）和胶原诱导的关节炎（CIA）模型小鼠中的作用。POSTN的mRNA和蛋白质水平在原代RA-FLSs中显著升高，并与滑膜纤维化和血管生成密切相关。POSTN的敲低显著减少了RA-FLSs的细胞侵袭性、促纤维化表型以及血管内皮生长因子A的分泌，而其过表达则产生了相反的效果。机制上，POSTN与整合素αvβ3（ITGαvβ3）相互作用并调节转化生长因子（TGF）-β1/SMAD信号通路。拯救实验证实，POSTN通过调节ITGαvβ3/TGFβ1/SMAD轴在促进疾病进展中起关键作用。此外，腺相关病毒9介导的POSTN敲低可缓解CIA模型小鼠的关节破坏、滑膜增生、纤维化和血管生成。总体而言，我们的结果表明POSTN通过调节ITGαvβ3/TGFβ1/SMAD信号通路驱动RA的进展，这突显了其作为RA新治疗靶点的潜力。
引言
类风湿性关节炎（RA）是一种慢性自身免疫性疾病，主要表现为滑膜炎，全球患病率为0.2–1% [1,2]。临床上，RA患者通常表现为手和脚的小关节对称性疼痛、肿胀和活动受限 [3]。随着疾病的发展，它会影响眼睛、皮肤、心脏、肺部和大的外周关节，最终导致关节畸形和残疾 [4]。尽管RA被认为与自身免疫、遗传倾向和微生物感染有关 [5]，但其具体发病机制仍不清楚。最近开发了多种抗风湿药物；然而，当前的治疗策略主要集中在症状控制上，其总体疗效仍然有限 [6]。
滑膜炎症和绒毛形成是RA的关键病理变化，导致炎症细胞浸润和骨破坏 [7]。成纤维细胞样滑膜细胞（FLSs）是滑膜中的主要细胞类型，负责调节滑液分泌和细胞外基质（ECM）的重塑 [8]。然而，在RA中，激活的FLSs表现出类似肿瘤的侵袭性表型，表现为增殖、侵袭和迁移能力增强。过度增殖的FLSs产生大量胶原蛋白并重塑ECM，导致滑膜胶原沉积和纤维化，从而加速疾病进展 [9]。此外，FLSs与内皮细胞之间的相互作用在RA的滑膜浸润和血管生成中起着关键作用 [10,11]。新的血管为生长的滑膜提供营养，进一步促进RA的进展 [12]。
periostin（POSTN）是一种93 kDa的非结构性ECM蛋白，最初在小鼠成骨细胞中被发现；因此，它也被称为成骨细胞特异性因子-2 [13]。结构上，POSTN由三个主要结构域组成：一个N端EMI结构域、四个串联重复的fasciclin I结构域和一个含有肝素结合位点的C端区域 [14,15]。越来越多的证据表明POSTN在疾病发生和进展中起着关键作用，特别是在组织修复和重塑、血管生成、骨再生和纤维化中 [16], [17], [18]。此外，我们之前的研究显示，RA滑膜中的POSTN mRNA和蛋白质水平升高，表明其作为新的临床生物标志物的潜力 [19]。然而，POSTN在RA发病机制中的具体作用及其背后的调控机制仍不清楚。
在本研究中，我们系统地探讨了POSTN在RA发展和进展中的作用及其分子机制。POSTN的mRNA和蛋白质水平在RA-FLSs中高度表达并调节其侵袭性表型。值得注意的是，POSTN通过与整合素αvβ3（ITGαvβ3）相互作用并激活转化生长因子（TGF）-β1/SMAD信号通路，在RA纤维化和血管生成中起关键作用。这些发现通过使用携带POSTN短发夹RNA（shRNA）的腺相关病毒（AAV）在胶原诱导的关节炎（CIA）模型小鼠中得到了体内验证。这是首次研究POSTN/ITGαvβ3/TGFβ1/SMAD轴在RA中的作用及其背后的机制，揭示了POSTN作为RA治疗靶点的潜力。
临床样本收集和细胞培养
对照组滑膜组织和液体样本来自未患关节炎且接受过关节镜清创或半月板修复的患者，而RA组的样本来自接受全膝关节置换术的RA患者。所有RA患者均符合2010年美国风湿病学会/欧洲抗风湿联盟修订的RA分类标准。所有样本均来自废弃的手术组织。
RA-FLSs和CIA模型小鼠中POSTN表达水平升高
在之前的研究中，我们整合了单细胞和批量转录组数据，发现RA滑膜中的POSTN mRNA和蛋白质水平升高 [19]。为了进一步阐明POSTN在RA中的病理特征和功能作用，本研究收集了健康捐赠者和RA患者的滑膜组织和液体样本。滑膜组织的免疫荧光（IF）染色显示POSTN与vimentin（FLS标志物）共定位，表明POSTN在滑膜中表达并与其相关
讨论
RA是一种自身免疫性疾病，其特征是滑膜浸润、增生和进行性关节破坏 [41]。在早期阶段，通常表现为小关节的肿胀、疼痛和僵硬。然而，随着疾病的发展，大关节也会受到影响，最终导致关节畸形和残疾。由慢性炎症引起的滑膜纤维化和绒毛形成是促进RA进展的标志性病理特征 [29,42]。
结论
总之，本研究揭示了POSTN通过ITGαvβ3/TGFβ1/SMAD信号通路调节RA-FLSs的侵袭性表型、滑膜纤维化和血管生成，从而加速RA的进展。总体而言，我们的发现突显了POSTN作为RA新临床生物标志物和治疗靶点的潜力。
作者贡献声明
李伟华：撰写——原始草案，数据管理，概念构思。李志强：撰写——审阅与编辑，验证，数据分析。郭子翔：数据分析，数据管理。郭凤芬：研究，数据分析。唐坤：监督。张玉鹏：监督。孙国扬：方法学，资金获取。刘旭强：方法学。李晓峰：资金获取，数据管理。
资助
本工作得到了国家自然科学基金 [资助编号：82260180, 82202717]；江西省自然科学基金 [资助编号：20242BAB26128]；以及江西省研究生创新基金 [资助编号：YC2024-B080]的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
术语表
- α-SMA，α-平滑肌肌动蛋白；AAV，腺相关病毒；CIA，胶原诱导的关节炎；CM，条件培养基；co-IP，共免疫沉淀；COL1A1，I型胶原α1；ECM，细胞外基质；EdU，5-乙炔基-2′-脱氧尿苷；ELISA，酶联免疫吸附测定；FBS，胎牛血清；FLS，成纤维细胞样滑膜细胞；FN1，纤维连接蛋白1；HUVEC，人脐静脉内皮细胞；IF，免疫荧光；IHC，免疫组化；micro-CT，微计算机断层扫描；PBS，
