系統(tǒng)性紅斑狼瘡遺傳研究新發(fā)現(xiàn)
系統(tǒng)性紅斑狼瘡 (SLE) 是一種自身免疫性疾病,其特征是產(chǎn)生針對多種細胞成分的自身抗體。SLE 的臨床表現(xiàn)高度異質(zhì),包括皮膚、肌肉骨骼、腎臟、血液、神經(jīng)和其他部位不同的癥狀。迄今為止,已有近180個基因組位點在多個遺傳研究中被鑒定為與SLE易感性相關。最近的遺傳學研究利用不同的細胞類型特異性表觀遺傳資源和其他生物資源來更好地描繪疾病發(fā)病機制,從而更新 SLE 的遺傳結構,這可能有助于更好地評估SLE的遺傳風險程度,并提供更有效的藥物靶點。
1. 基因組測序和功能分析確定與SLE相關的 MAP4K3/GLK 種系和體細胞變異
MAP4K3 (GLK) 在 T 細胞中的過表達誘導IL-17A 的產(chǎn)生和自身免疫反應。過表達 GLK 的 T 細胞群與人類SLE的嚴重程度相關;然而,目前尚不清楚 GLK 如何在 SLE 患者中上調(diào)。臺灣國立衛(wèi)生研究院免疫學研究中心Tse-Hua Tan團隊在兩個獨立隊列中招募了 181 名 SLE 患者和 250 名非 SLE 個體,對外周血單個核細胞的基因組 DNA 進行二代測序以鑒定 GLK 基因變異[1]。他們從隊列中發(fā)現(xiàn)58例SLE患者GLK 3 ' -UTR的體細胞變異頻率較高,血清抗雙鏈DNA水平升高,血清C3/C4水平降低。這種3 ' -UTR的體細胞變異增強了T細胞中GLK mRNA的水平。此外,在隊列中發(fā)現(xiàn)了5例具有GLK (A410T)種系變異的SLE患者,以及2例具有GLK (K650R)種系變異的SLE患者。GLK (A410T)和GLK (K650R)突變體均能抑制新型E3連接酶MKRN4誘導的GLK泛素化,導致GLK蛋白穩(wěn)定(圖1)。這些結果提示多個 GLK 種系和體細胞變異通過增加 SLE 患者的 mRNA 或蛋白質(zhì)穩(wěn)定性來誘導 GLK,攜帶上述 GLK 種系或體細胞變異體的個體可能有著較高的SLE患病風險。
2. 單細胞 RNA-seq 揭示細胞類型特異性分子和遺傳與SLE的關聯(lián)
盡管近年來對與 SLE 相關基因座的研究取得進展,但對 SLE 中循環(huán)免疫細胞的全面普查仍然不完整,并且注釋介導遺傳關聯(lián)的細胞類型和環(huán)境仍然具有挑戰(zhàn)性。美國加州大學舊金山分校醫(yī)學系風濕病科Chun Jimmie Ye團隊使用多重單細胞 RNA 測序 (mux-seq) 對162例SLE患者和99名亞洲或歐洲血統(tǒng)的健康對照者中的120多萬個外周血單核細胞進行了分析[2]。分析結果顯示SLE患者單核細胞中 1 型干擾素刺激基因 (ISG) 的表達升高,與單核細胞 ISG 表達相關的初始 CD4+ T 細胞減少,以及細胞毒性 GZMH+ CD8+ T 細胞的擴增(圖2)。通過整合基因分型數(shù)據(jù)和使用一種新的矩陣分解方法,他們在8種細胞類型中繪制了細胞類型特異性的順式表達數(shù)量性狀位點(cis-eQTL)。對cis-eQTLs和全基因組關聯(lián)研究結果的聯(lián)合分析使免疫介導疾病相關細胞類型的鑒定、疾病相關位點的精細定位和新的SLE關聯(lián)的發(fā)現(xiàn)成為可能。通過相互作用分析,在患者中發(fā)現(xiàn)了干擾素激活后對基因表達產(chǎn)生影響的變異。他們的研究證明 mux-seq 可作為一種系統(tǒng)方法來表征細胞組成,識別細胞類型特異性轉(zhuǎn)錄組特征,并注釋與 SLE 相關的遺傳變異。
3. TLR7功能獲得性遺傳變異導致人類SLE
盡管間接證據(jù)支持增強的 Toll 樣受體 7 (TLR7) 信號傳導是人類系統(tǒng)性自身免疫疾病的一種機制,但缺乏導致狼瘡的 TLR7 基因變異的證據(jù)。澳大利亞國立大學約翰·科廷醫(yī)學研究學院免疫學和傳染病系Carola G. Vinuesa團隊描述了由TLR7功能獲得變異引起的人類SLE[3]。他們在一名嚴重狼瘡兒童中發(fā)現(xiàn)了一個全新的錯義TLR7Y264H變異。TLR7Y264H變體選擇性地增加了鳥苷和2',3'-cGMP的親和力,并足以導致小鼠狼瘡。TLR7信號通路的增強會導致B細胞受體激活的B細胞的異常存活,并導致CD11c+年齡相關的B細胞和生發(fā)中心B細胞的積累。MyD88 (TLR7的下游接頭蛋白)的缺失拯救了自身免疫、異常B細胞存活以及所有細胞和血清學表型(圖3)。這一研究確定了TLR7和含鳥苷的自身配體在人類SLE發(fā)病中的重要性,為靶向TLR7或MyD88的療法開發(fā)提供幫助。
參考文獻
[1]Chuang HC, Hung WT, Chen YM, et al. Genomic sequencing and functional analyses identify MAP4K3/GLK germline and somatic variants associated with systemic lupus erythematosus [J]. Ann Rheum Dis. 2022, 81(2):243-254. (IF=19.103)
[2]Perez RK, Gordon MG, Subramaniam M, et al. Single-cell RNA-seq reveals cell type-specific molecular and genetic associations to lupus [J]. Science. 2022, 376(6589):eabf1970. (IF=47.728)
[3]Brown GJ, Ca?ete PF, Wang H, et al. TLR7 gain-of-function genetic variation causes human lupus [J]. Nature. 2022, 605(7909):349-356. (IF=49.967)
自身免疫(autoimmunity)是在正常情況下,動物的免疫系統(tǒng)只對自身以外的異物抗原發(fā)生反應,但由于某些原因?qū)ψ陨順嫵沙煞忠鹈庖叻磻獣r,則稱為自身免疫。自身免疫在哺乳動物中廣泛存在,在正常條件下被視為機體正常防御的一部分,但是一旦自身免疫出現(xiàn)紊亂,便可以致病,出現(xiàn)自身免疫性疾病,比如:系統(tǒng)性紅斑性狼瘡、慢性淋巴細胞性甲狀腺炎以及自身免疫性溶血等?,F(xiàn)在一般認為自身免疫疾病的發(fā)病是個極其復雜的過程,涉及面較廣,與遺傳、病毒感染、免疫功能狀況等密切相關,而抑制性T 細胞功能降低及有免疫原性的自身抗原形成是其發(fā)病的中心環(huán)節(jié)。
云克隆不僅可提供多種自身免疫疾病動物模型,包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎、銀屑病、硬皮病等,涵蓋常見自身免疫疾?。贿€具有各類自身免疫疾病檢測指標,可助力廣大科研工作者進行自身免疫疾病研究。