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糖皮质激素受体机制在风湿性疾病中的75年发现之旅

期刊:ann rheum disDOI:10.1136/ard-2023-225371

这篇文档属于类型b,是发表在 Annals of the Rheumatic Diseases 期刊上的一篇综述文章,题目为 *Journey through discovery of 75 years glucocorticoids: evolution of our knowledge of glucocorticoid receptor mechanisms in rheumatic diseases*,作者为 Ann-Kathrin Eiers、Sabine Vettorazzi 和 Jan P. Tuckermann,来自德国乌尔姆大学(Ulm University)的比较分子内分泌学研究所(Institute of Comparative Molecular Endocrinology),发表日期为2024年8月6日。

该综述系统地回顾了过去75年来糖皮质激素(glucocorticoids, GCs)在风湿性疾病治疗中的作用机制研究进展,重点探讨了糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)的功能演化及其在炎症调节中的复杂机制。

主要观点1:GCs治疗风湿性疾病的历史与现状
文章开篇回顾了1949年GCs首次用于类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)治疗的历史案例,强调了GCs在抗炎和免疫抑制中的核心地位。尽管存在代谢和骨骼副作用(如骨质疏松、糖尿病),GCs仍是30%-40%生物制剂治疗无效的RA患者的主要选择。作者指出,GCs的作用机制理解经历了从代谢调节(1950s-60s)到转录调控(1970s-90s)的范式转变,近期又重回对免疫代谢(immunometabolism)的关注。核心证据包括:1950年代GCs被视作能量代谢调节剂;1985年GR克隆后,其作为激素诱导转录因子的功能被确立;2020年代单细胞组学技术揭示了GCs通过代谢重编程(如三羧酸循环TCA的重启)发挥抗炎作用。

主要观点2:GR分子机制的逐步解析
GR结构域的功能划分是理解其多效性的基础。文章详细阐述了GR的N端转录激活域(AF1)、DNA结合域(DBD)和配体结合域(LBD),并指出:
1. GR通过招募共激活因子(如SRC家族)或共抑制因子(如NCOR1/2)调控染色质重塑,其结合模式依赖于LXXLL或LXXI/H I XXX I/L基序。
2. GR作用模式的演化:早期认为单体GR通过抑制AP-1/NF-κB(即”反式抑制” transrepression)抗炎,而二聚体通过结合糖皮质激素反应元件(glucocorticoid response elements, GREs)导致副作用;但2000年后发现,GR二聚化对多数炎症模型(如败血症、关节炎)的抑制至关重要。使用GR二聚化缺陷小鼠(GRdim)的实验显示,仅抑制AP-1/NF-κB不足以控制炎症,而GCs诱导的抗炎基因(如DUSP1、ANXA1)需要GR二聚化。

主要观点3:细胞特异性GR信号与关节炎症中的细胞互作
通过Cre/loxP系统构建的条件性GR敲除小鼠揭示了GCs的细胞特异性作用:
1. 成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes, FLS):在血清转移性关节炎(STIA)模型中,FLS特异性GR缺失完全阻断GCs的抗炎效果,且FLS通过诱导巨噬细胞抗炎表型(如CD163+)间接抑制炎症。单细胞RNA测序发现FLS存在促炎(FAPα+Thy1+)和促骨破坏(FAPα+Thy1−)亚群,但GCs对其分化的影响尚不明确。
2. 巨噬细胞:GCs通过非基因组作用(如与丙酮酸脱氢酶PDH互作)重启TCA循环,促进衣康酸(itaconate)生成,拮抗炎症代谢产物琥珀酸。Aconitate decarboxylase 1敲除小鼠中,GCs的抗炎作用完全丧失。
3. T细胞:GR缺失导致IL-17+ T细胞减少受阻,而调节性T细胞(Tregs)的作用存在争议(可能因模型差异)。

主要观点4:GCs对骨与软骨的双刃剑效应
1. 软骨细胞:内源性GR信号抑制炎症因子(如IL-6),但外源性GCs通过诱发自噬/凋亡加剧软骨降解。
2. 骨组织:GCs延长破骨细胞寿命并诱导RANKL表达,但同时抑制成骨细胞分化。值得注意的是,成骨细胞特异性过表达11β-HSD2(使GC失活)的小鼠在STIA中炎症评分降低,但在抗原诱导关节炎(AIA)中无此效应,提示GCs的骨-免疫调控具有模型依赖性。

主要观点5:未来治疗策略的方向
作者提出以下突破点:
1. 组织选择性GR调节剂:如肝中拮抗但免疫细胞中激动GCs活性的化合物。
2. 靶向递送系统:如纳米颗粒或抗体偶联GCs(如靶向Ly6C/G+细胞的抗炎GCs)。
3. 代谢干预:调控衣康酸等GCs依赖性代谢物可能避免核GR的副作用。

论文的意义与价值
1. 科学价值:梳理了GCs研究的重大里程碑(如GR结构解析、细胞特异性工具开发),强调前沿技术(如单细胞组学)对机制研究的推动作用。
2. 临床价值:为开发副作用更小的GCs衍生物(如靶向线粒体的非甾体配体)提供理论框架。文中特别指出,理解FLS-巨噬细胞互作及代谢重编程可能带来突破性疗法。

亮点总结
1. 跨时代整合:从1940年代的临床观察到2020年代的单细胞多组学,完整呈现GCs研究的范式变迁。
2. 机制深度:首次系统论证GR二聚化在抗炎中的必要性,并揭示代谢调控(如PDH-衣康酸轴)是非基因组作用的关键。
3. 转化洞见:提出”细胞器特异性药物设计”(如避免核GR激活但保留线粒体作用)的前瞻性思路。

此综述不仅是对历史的总结,更通过批判性分析(如否定”单体GR=抗炎”的简化模型)为未来研究指明方向,凸显GCs作为”分子手术刀”在精准免疫调控中的潜力。

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