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研究背景:类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种常见自身免疫病,在世界范围内约1%人群患有RA。临床研究证实,丝氨酸蛋白酶HTRA1(hightemperature requirementA1)与关节炎密切相关。HTRA1通过促进关节软骨胶原、糖蛋白等基质成分的降解,促进成纤维细胞产生金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)以及抑制关节局部胶原、蛋白聚糖的形成促进关节炎的发生与发展。然而,到目前为止对哺乳动物细胞中HTRA1基因表达调控的机制未见报道。目的:研究调控HTRA1基因表达的细胞外微环境因素及细胞内信号通路;为类风湿性关节炎及黄斑变性等HTRA1相关疾病的治疗提供新线索和依据。方法:利用q-PCR,Westein-blot,ELISA检测HTRA1 mRNA以及蛋白质表达水平;利用免疫荧光,Western-blot,shRNA,DLR,ChIP等方法研究细胞内HTRA1基因表达调控的分子信号通路;利用特定基因敲除小鼠以及类风湿性关节炎实验模型(collagen-induced arthritis,CIA)研究HTRA1基因表达调控的生物学意义。结果:研究结果表明,在筛选的众多细胞因子及TLR配体中,TLR4配体LPS显著提高成纤维细胞和巨噬细胞HTRA1表达,而IFN-γ显著抑制其表达。此外,LPS处理显著提高小鼠CIA患病率和关节炎病症及关节组织HTRA1表达水平,而IFN-γ处理显著抑制小鼠CIA患病率和关节炎病症及关节组织HTRA1表达水平。同时,通过阻断HTRA1活性,证实LPS和IFN-γ是通过调节关节组织HTRA1表达调控关节炎的发生和发展。进一步分子机制研究表明,LPS通过活化TLR4下游NF-κB经典通路直接上调HTRA1基因表达,而IFN-γ通过活化p38MAPK-STAT1通路直接抑制HTRA1基因表达。在人类RA患者分离的细胞中,LPS及TNC(TLR4内源性配体)上调HTRA1基因表达,而IFN-γ抑制其表达,且其作用分子机制与小鼠细胞一致。结论:TLR4配体通过激活NF-κB通路直接上调HTRA1基因表达进而促进类风湿性关节炎;IFN-γ通过活化p38MAPK-STAT1通路直接抑制HTRA1基因表达,对类风湿性关节炎起到保护作用。