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miR-223 / mTOR / S6K通路与类风湿关节炎活动性和抗体水平的相关性

白文花 李向培 刘娟 刘焱 蒋真

白文花, 李向培, 刘娟, 刘焱, 蒋真. miR-223 / mTOR / S6K通路与类风湿关节炎活动性和抗体水平的相关性[J]. 中华全科医学, 2025, 23(2): 207-210. doi: 10.16766/j.cnki.issn.1674-4152.003868
引用本文: 白文花, 李向培, 刘娟, 刘焱, 蒋真. miR-223 / mTOR / S6K通路与类风湿关节炎活动性和抗体水平的相关性[J]. 中华全科医学, 2025, 23(2): 207-210. doi: 10.16766/j.cnki.issn.1674-4152.003868
BAI Wenhua, LI Xiangpei, LIU Juan, LIU Yan, JIANG Zhen. Correlations between miR-223/ mTOR/ S6K pathway and the activity of rheumatoid arthritis and antibody levels[J]. Chinese Journal of General Practice, 2025, 23(2): 207-210. doi: 10.16766/j.cnki.issn.1674-4152.003868
Citation: BAI Wenhua, LI Xiangpei, LIU Juan, LIU Yan, JIANG Zhen. Correlations between miR-223/ mTOR/ S6K pathway and the activity of rheumatoid arthritis and antibody levels[J]. Chinese Journal of General Practice, 2025, 23(2): 207-210. doi: 10.16766/j.cnki.issn.1674-4152.003868

miR-223 / mTOR / S6K通路与类风湿关节炎活动性和抗体水平的相关性

doi: 10.16766/j.cnki.issn.1674-4152.003868
基金项目: 

江苏省第五期“333工程”科研资助项目 BRA2020226

详细信息
    通讯作者:

    蒋真,E-mail: docjiang@126.com

  • 中图分类号: R593.22

Correlations between miR-223/ mTOR/ S6K pathway and the activity of rheumatoid arthritis and antibody levels

  • 摘要:   目的  探讨类风湿关节炎(RA) 患者滑膜组织中miR-223表达与mTOR / S6K通路的相关性及miR-223 / mTOR / S6K通路与疾病活动性和抗体水平的相关性。  方法  选取2016年1月—2017年12月淮安市第一人民医院风湿免疫科住院的17例中重度RA住院患者和同期9例因膝骨关节炎(OA)手术住院的患者。超声引导下获取或由骨科医生术中获取膝关节滑膜组织。QRT-PCR检测滑膜组织中mTOR、S6K、RPS6 mRNA和miR-223表达水平。分析2组间miR-223水平以及mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平的差异。RA组分析miR-223表达水平与mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平的相关性, 并分析miR-223水平和mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平与疾病活动性指标和抗环瓜氨酸肽抗体(抗CCP抗体)的相关性。  结果  RA组miR-223水平较OA组显著升高(P < 0. 001), RA组S6K、RPS6 mRNA水平较OA组均显著降低(P < 0.05), RA组与OA组mTOR mRNA表达水平差异无统计学意义。RA组miR-223表达水平与S6K、RPS6 mRNA水平呈负相关关系(P < 0.05), miR-223表达水平与mTOR mRNA水平无相关性。RA组miR-223、mTOR mRNA水平与血清抗CCP抗体水平呈负相关关系(P < 0.05), RPS6 mRNA水平与血清抗CCP抗体水平呈正相关关系(P=0.009)。RA组miR-223表达水平与血清CRP水平呈正相关关系(P=0.043), RPS6、mTOR和S6K mRNA水平与血清CRP水平均无相关性。  结论  RA患者膝关节滑膜组织中存在miR-223 / mTOR / S6K通路异常, 且与抗CCP抗体、CRP水平相关, 为RA发病机制的进一步研究指明了方向。

     

  • 类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以外周关节受累为主要表现的全身性自身免疫性疾病,是重要的致残性风湿性疾病之一。尽管生物制剂(TNF抑制剂、IL-6抑制剂等)和小分子靶向药物(Jak抑制剂)极大地改善了患者的预后,但RA至今仍然无法治愈,仍有部分患者无法实现“靶向治疗”。因此,对RA发病机制的研究一直是基础免疫学家和风湿病专业内科医生的追求[1-3]

    RA的病理表现主要是滑膜增生和滑膜炎,而成纤维细胞样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes, FLS)直接或间接参与RA关节的局部骨侵蚀,因此调节FLS增殖的细胞信号通路与RA发病机制密切相关[4-5]。mTOR被认为是多种细胞外真核信号的受体,mTOR及其下游分子S6K的激活导致细胞分化和增殖[6-8]。体外研究发现mTOR通路参与FLS的分化和增殖并与骨侵蚀相关[9]

    与膝骨关节炎(osteoarthritis, OA)患者相比,RA患者的FLS和滑液中miR-223的表达量显著升高, 体外RA滑膜组织中miR-223的过表达可抑制破骨细胞的分化[10],但同时也发现miR-223过表达会上调单核细胞集落刺激因子受体(monocyte-colony stimulating factor receptor, M-CSFR)的表达,从而促进破骨细胞的分化和功能[11]。因此,miR-223/mTOR/S6K通路与RA骨侵蚀之间的相关性仍未明确,体内miR-223是否通过调节mTOR/S6K通路参与RA发病机制需要进一步证实。本研究旨在阐明RA患者滑膜组织中miR-223和mTOR/S6K通路的相关性及其与RA疾病活动性和自身抗体的相关性。

    选取2016年1月—2017年12月淮安市第一人民医院风湿免疫科住院的17例RA患者和同期住院手术的9例膝关节OA患者(作为对照)进行研究。RA纳入标准:(1)符合2010年ACR/EULAR RA分类标准;(2)疾病中度以上活动[28个关节疾病活动评分(disease activity score,DAS28)-CRP或ESR>3.2]且膝关节受累的患者;(3)无脊柱关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病(可合并干燥综合征,但不累及重要脏器);(4)无严重心、肺、肝、肾等脏器受累,能耐受超声引导滑膜穿刺术。膝OA纳入标准:(1)符合1986年ACR膝OA分类标准;(2)骨科医生评估手术耐受能力;(3)所有患者均为原发性OA,未合并RA、脊柱关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病。RA患者记录血沉(erythrocyte sedimentation rate, ESR)、C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、抗环瓜氨酸肽抗体(抗CCP抗体)、类风湿因子(rheumatoid factor, RF)、肿胀关节数、压痛关节数、RA患者的视觉模拟量表评分(visual analogue scale, VAS),OA患者记录RF、抗CCP抗体、ESR、CRP。根据上述数据计算RA患者的DAS28-ESR和DAS28-CRP。用药情况:所有患者住院期间滑膜活检前均未服用药物;大多数患者在纳入研究之前未服用药物,或仅服用非甾体抗炎药,或者偏方,或小剂量激素;仅2例患者接受小剂量激素(泼尼松每日5 mg或甲泼尼龙每日4 mg)及改善病情的抗风湿药物(甲氨蝶呤+来氟米特或来氟米特),且所有患者均处于中重度活动期。本研究经淮安市第一人民医院伦理委员会批准,所有患者均签署知情同意书。

    膝OA患者滑膜组织由骨科医生在术中获取。RA患者膝关节滑膜组织由本院超声科医师在超声引导下获取。具体流程:术前检测血常规、凝血酶原时间、部分活化凝血活酶时间;在灰阶和能量多普勒超声引导下,根据滑膜厚度、回声和血流情况确定穿刺部位,指导患者保持穿刺位置不变。在实时超声监测下,将16G穿刺针置于自动活检枪上,当针尖处于适当位置时,启动活检枪,进针3~5次,获得条状滑膜组织,置于无菌冷冻保存管中,拔出穿刺针,按压局部,无菌敷料覆盖,胶带固定。将装有滑膜组织的冷冻管立即放入-80 ℃冰箱中,以便后续提取总RNA。

    具体步骤如下,(1)滑膜组织的处理:将待研磨的滑膜组织从-80 ℃冰箱中取出,在干冰上用无菌刀片将组织切成约3 mm×3 mm×3 mm大小,并置于含有1 mL Trizol裂解液的1.5 mL EP管中。将超微均质机工作头浸入Trizol裂解液中5~10 s,灭活RNA酶后研磨组织。研磨后,使用离心半径8.6 cm的离心机,4 ℃、5 000 r/min离心3 min,弃沉淀,吸上清,转移至新的1.5 mL EP管中。(2)总RNA的提取:采用氯仿提取,异丙醇沉淀,75%乙醇洗涤,洗涤后沉淀干燥透明,加入RNase-free水至完全溶解,然后置于-80 ℃冰箱中。(3)反转录(RT)获得cDNA:引物购自广州瑞博,RT上游引物编号SSD0904071006,下游引物编号SSD0904071007。(4)荧光定量实时PCR(QRT-PCR):使用7500 Real-Time PCR系统(美国),U6 snRNA作为has-miR-223-5p的内参,引物购自广州瑞波。上游引物编号SSD809231623;下游引物编号SSD089261711。选择GAPDH作为检测mTOR、S6K、S6 mRNA水平的内参,引物购自吉凯基因。引物序列如下,GAPDH上游引物TGACTTCAACAGCGACACCCA,下游引物CACCCTGTTGCTGTAGCCAAA;mTOR上游引物TCCGACCTTCTGCCTTCAC,下游引物ATTGCCTTCTGCCTCTTATGG;RPS6KB1上游引物ATTTTATTGGCAGCCCACGAAC,下游引物GATGCTTCCCCACTCATTGTC;RPS6上游引物AAGGAGAACTGGAGAAAGAAAGAG,下游引物TTACAACATACTGGCGGACATC。具体扩增步骤:首先95 ℃预变性10 s;其次,进行40个循环的95 ℃变性10 s和退火30 s;72 ℃延伸20 s。(5)数据分析:采用2-ΔΔCt法计算miR-223与mTOR、S6K、RPS6 mRNA的相对表达量。

    采用SPSS26.0统计学软件和GraphPad Prism 5分析数据。符合正态分布的计量资料以 x±s表示,组间比较采用成组t检验;非正态分布的计量资料以M(P25, P75)表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验;计数资料以例(%)表示,组间比较采用χ2检验;变量相关性分析采用Spearman相关性分析。P < 0.05为差异有统计学意义。

    RA组17例(男性4例,女性13例),年龄为(55.3±9.6)岁,病程为120.0(30.0,240.0)个月。OA组9例(男性5例,女性4例),年龄为(49.8±15.0)岁,病程为4.5(0.8,15.8)个月,2组患者性别比较差异无统计学意义(P=0.230),其余见表 1

    表  1  RA组与OA组患者基本特征
    Table  1.  Basic characteristics of patients in RA group and OA group
    组别 例数 年龄(x±s,岁) 性别(男性/ 女性,例) 病程[M(P25, P75),月] DAS28-ESR (x±s,分) DAS28-CRP (x±s,分) ESR[M(P25, P75),mm/h] CRP[M(P25, P75),mg/L] 压痛关节数(x±s,个) 肿胀关节数(x±s,个) 抗CCP抗体[M(P25, P75),RU/mL] RF[M(P25, P75),IU/mL]
    RA组 17 55.3±9.6 4/13 120.0(30.0,240.0) 6.54±1.74 6.02±1.67 79.0(37.5,104.0) 49.3(31.2,124.5) 10.7±9.1 9.7±8.0 553.1(78.4,673.0) 495.2(25.1,344.5)
    OA组 9 49.8±15.0 5/4 4.5(0.8,15.8) 10.0(8.0~14.0) 2.4(1.6,4.3) 21.9(19.1,23.7) 15.0(11.5,19.0)
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    RA组miR-223表达水平显著高于OA组,差异有统计学意义(P < 0.001);RA组S6K、RPS6 mRNA表达水平较OA组显著降低, 差异有统计学意义(P < 0.005);RA组与OA组mTOR mRNA表达水平差异无统计学意义(P>0.05),见表 2

    表  2  RA组与OA组膝关节滑膜组织中miR-223和mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平比较[M(P25, P75)]
    Table  2.  Comparison of miR-223 and mTOR, S6K, and RPS6 mRNA levels in synovial tissues of knee joints between RA and OA groups[M(P25, P75)]
    组别 例数 miR-223 S6K mRNA RPS6 mRNA mTOR mRNA
    RA组 17 5.26(2.65,9.99) 0.54(0.28,0.76) 0.69(0.45,0.93) 1.31(0.92,2.74)
    OA组 9 0.73(0.52,2.26) 0.95(0.73,1.48) 1.06(0.90,1.34) 1.02(0.88,1.83)
    Z -3.598 -2.738 -2.919 -1.154
    P < 0.001 0.007 0.004 0.258
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    RA滑膜组织中miR-223的表达水平与S6K mRNA、RPS6 mRNA的表达水平呈负相关关系(r=-0.491、-0.588,P=0.024、0.005);miR-223表达水平与S6K上游信号分子mTOR mRNA水平无相关性(r=0.444,P=0.057)。

    RA滑膜组织中mTOR mRNA水平、miR-223表达水平与血清抗CCP抗体水平呈负相关关系(r=-0.624、-0.627,P=0.012、0.011);RPS6 mRNA表达水平与抗CCP抗体水平呈正相关关系(r=0.641,P=0.009),而S6K mRNA水平与抗CCP抗体水平无相关性(r=0.406,P=0.120)。mTOR、S6K和RPS6的mRNA表达水平与miR-223水平和RF之间均无相关性(P>0.05)。

    滑膜组织中miR-223的表达量与血清CRP水平呈正相关关系(r=0.469,P=0.043)。RPS6、mTOR和S6K mRNA水平与CRP水平之间均无相关性(r= -0.476、0.424、0.400,P=0.050、0.091、0.111)。mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平和miR-223表达水平与ESR之间均无相关性(r=0.182、-0.054、-0.202,P=0.483、0.836、0.430)。mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平和miR-223表达水平与DAS28-ESR和DAS28-CRP之间均无相关性(r=0.118、-0.167、-0.311、-0.272,P=0.653、0.523、0.224、0.291;r=0.123、-0.194、-0.338、-0.265,P=0.639、0.456、0.184、0.305)。

    本研究旨在阐明RA发病靶组织滑膜组织中miR-223的表达量与mTOR通路关键分子mTOR、S6K、RPS6 mRNA表达量的相关性,以及miR-223/mTOR/S6K通路与RA的疾病活动度和自身抗体的相关性。

    本研究发现中重度疾病活动度RA患者膝关节滑液组织中miR-223的表达量显著高于膝OA患者, S6K mRNA和RPS6 mRNA的表达量较OA组显著降低。RA组miR-223表达水平与S6K mRNA、RPS6 mRNA表达水平呈负相关关系。这些表明miR-223可能通过调控S6K和RPS6 mRNA的表达参与RA的发病,与生物信息学预测S6K是miR-223的靶基因之一一致[TargetScan(http://www.targetscan.org/)和PicTar(http://pictar.mdc-berlin.de/)]。RA组中miR-223与mTOR mRNA的表达水平无相关性,且RA组与OA组中mTOR mRNA的表达水平差异无统计学意义,表明miR-223可能不直接调控mTOR的表达并参与RA的发病。

    为了研究miR-223调节mTOR/S6K通路是否影响RA自身抗体的产生和疾病活动性,本研究进行了相关性分析,结果显示mTOR mRNA和miR-223表达水平与血清抗CCP抗体水平呈负相关关系,而RPS6 mRNA与抗CCP抗体呈正相关关系。表明活动期RA滑膜组织中过度表达的miR-223可能会抑制mTOR通路下游分子S6K和RPS6的表达,从而减轻由于炎症过度活化引起的骨损伤,但最终无法补偿并导致抗CCP抗体的产生。本研究未发现S6K mRNA与抗CCP抗体之间有相关性,这可能与样本量较小有关。另外,RF与miR-223水平和mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平无相关性,这可能与文献报道的RF对RA特异性较差有关[12]

    CRP和ESR都是RA重要的临床活动指标[13],但与ESR不同,CRP还参与RA的重要病理过程,可诱导RANKL的表达,引导破骨细胞前体细胞分化为成熟破骨细胞,参与RA的发病[14]。此外,RA患者FLS中CRP信号高度激活,CRP可通过CD32/64-p38和NF-κB信号通路诱导滑膜炎症[15]。因此, CRP与miR-223和mTOR/S6K信号通路的相关性可能比ESR更强。本研究发现RA滑膜组织中miR-223的表达量与血清CRP水平呈正相关关系,与miR-223一样,CRP水平与RPS6 mRNA表达量呈负相关关系, 这可能与本研究样本量相对较少有关。进一步证实了CRP与miR-223及mTOR/S6K通路相关,可能与RA的发病有关。然而,据报道CRP还参与体内抗原清除和免疫反应下调,这与CRP诱导滑膜炎症和参与骨侵蚀相反[16-17],因此CRP可能对RA有保护作用, 这也与报道的miR-223对RA的作用一致,miR-223在RA发病机制中的作用是一把“双刃剑”, 它可能促进破骨细胞分化并参与RA发病,也可能减轻胶原诱导的关节炎[10, 18-19]。本研究未发现ESR与miR-223水平和S6K、RPS6、mTOR mRNA表达水平之间存在相关性,这可能与ESR影响因素较多、特异性较差有关[20]。另外,本研究发现, CRP与mTOR mRNAS6K mRNA均无相关性,可能与样本量较小有关。

    也有研究报道miR-223的表达水平与CRP、抗环瓜氨酸肽抗体无相关性[21],但与RF呈正相关关系[22]。不一致的原因可能与相关研究中miR-223的组织来源不同有关。

    本研究的主要缺陷是缺少对mTOR/S6K通路蛋白水平的研究,也没有靶向验证miR-223对mTOR/S6K通路的调控作用,需要体外细胞学和动物实验来验证;另外,由于滑膜组织获取较困难,本研究的样本量相对偏小,可能是导致CRP与mTOR mRNA和S6K mRNA相关性不强的原因之一,有待将来扩大样本量进一步证实。目前滑膜组织中miR-223与mTOR/S6K通路的相关性及miR-223/mTOR/S6K通路与RA疾病活动度和自身抗体的相关性尚未见报道。

    综上所述,RA膝关节滑膜组织中存在miR-223/mTOR/S6K通路异常, 且与抗CCP抗体、CRP水平相关。这些结果与文献报道一致,即miR-223抑制破骨细胞分化,mTOR抑制剂减少FLS介导的骨损伤和骨侵蚀[10, 23]。基于本研究结果,对RA的发病机制提出以下假设:在病理条件下,滑膜组织mTOR/S6K通路过度激活,miR-223和CRP的代偿性过表达以抑制过度激活的mTOR通路和清除自身抗原物质,或者miR-223和CRP直接参与RA的发病机制,最终导致滑膜过度增殖、自身抗体产生和骨侵蚀。上述结果为RA发病机制的进一步研究指明了方向。

  • 表  1  RA组与OA组患者基本特征

    Table  1.   Basic characteristics of patients in RA group and OA group

    组别 例数 年龄(x±s,岁) 性别(男性/ 女性,例) 病程[M(P25, P75),月] DAS28-ESR (x±s,分) DAS28-CRP (x±s,分) ESR[M(P25, P75),mm/h] CRP[M(P25, P75),mg/L] 压痛关节数(x±s,个) 肿胀关节数(x±s,个) 抗CCP抗体[M(P25, P75),RU/mL] RF[M(P25, P75),IU/mL]
    RA组 17 55.3±9.6 4/13 120.0(30.0,240.0) 6.54±1.74 6.02±1.67 79.0(37.5,104.0) 49.3(31.2,124.5) 10.7±9.1 9.7±8.0 553.1(78.4,673.0) 495.2(25.1,344.5)
    OA组 9 49.8±15.0 5/4 4.5(0.8,15.8) 10.0(8.0~14.0) 2.4(1.6,4.3) 21.9(19.1,23.7) 15.0(11.5,19.0)
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    表  2  RA组与OA组膝关节滑膜组织中miR-223和mTOR、S6K、RPS6 mRNA水平比较[M(P25, P75)]

    Table  2.   Comparison of miR-223 and mTOR, S6K, and RPS6 mRNA levels in synovial tissues of knee joints between RA and OA groups[M(P25, P75)]

    组别 例数 miR-223 S6K mRNA RPS6 mRNA mTOR mRNA
    RA组 17 5.26(2.65,9.99) 0.54(0.28,0.76) 0.69(0.45,0.93) 1.31(0.92,2.74)
    OA组 9 0.73(0.52,2.26) 0.95(0.73,1.48) 1.06(0.90,1.34) 1.02(0.88,1.83)
    Z -3.598 -2.738 -2.919 -1.154
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  • 收稿日期:  2024-05-12
  • 网络出版日期:  2025-03-27

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