類風濕關節炎患者外周血單個核細胞中糖酵解相關基因的表達

熊御云，王蓓，陶真，吳玲，尤海燕，王文紅，焦志軍

（江蘇大學附屬醫院1.檢驗科，2.風濕科，江蘇鎮江212001；3.江蘇大學醫學院，江蘇鎮江212013）

類風濕關節炎患者外周血單個核細胞中糖酵解相關基因的表達

熊御云1，王蓓1，陶真1，吳玲2，尤海燕1，王文紅3，焦志軍1

（江蘇大學附屬醫院1.檢驗科，2.風濕科，江蘇鎮江212001；3.江蘇大學醫學院，江蘇鎮江212013）

目的：探討糖酵解相關基因在類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）患者外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMC）中的表達及其意義。方法：選取活動期RA患者19例，穩定期RA患者23例，采用Ficoll法分離PBMC，定量PCR檢測糖酵解相關基因表達水平，并與健康對照進行比較。結果：與健康對照相比，活動期RA患者PBMC中糖酵解相關基因丙糖磷酸異構酶（triosephosphate isomerase，TPI）、烯醇化酶（enolase，ENO）、M型丙酮酸激酶（pyruvate kinasemuscle，PKM）、單羧酸轉運蛋白（monocarboxylic acid transportermember，MCT）表達量均增加（P＜0.05），穩定期RA患者4種基因的表達略有升高，但差異無統計學意義。結論：RA患者存在糖酵解相關基因表達的改變。糖酵解反應有可能在RA疾病機制中具有重要的意義。

類風濕關節炎；定量PCR；糖酵解相關基因；外周血單個核細胞

類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種病因不明的慢性全身性疾病，以關節滑膜炎為主要特征。研究發現RA患者的滑膜細胞中糖酵解活性增強［1］，但尚未見有關RA患者外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMC）中糖酵解相關基因表達研究的報道。本研究采用定量PCR分析糖酵解相關基因如丙糖磷酸異構酶（triosephosphate isomerase，TPI）、烯醇化酶（enolase，ENO）、M型丙酮酸激酶（pyruvate kinase muscle，PKM）、單羧酸轉運蛋白（monocarboxylic acid transportermember，MCT）等基因的表達，以期為研究糖酵解在RA疾病過程中的作用提供初步的信息。

1 對象與方法

1.1 對象

本院活動期RA患者19例（均為女性，年齡45～68歲，平均58歲），穩定期RA患者23例（均為女性，年齡39～71歲，平均52歲），均嚴格按照2010年ACR／EULAR診斷分類標準進行篩選。活動程度按照患者疲勞的嚴重性，晨僵持續的時間，關節疼痛和腫脹的程度，關節壓痛和腫脹的數目，關節功能受限制程度以及實驗室診斷指標（如血沉、C反應蛋白、類風濕因子和抗CCP抗體檢測）等進行判斷。年齡和性別相匹配的21例健康獻血員（均為女性，年齡50～69歲，平均61歲）作為健康對照組。

1.2 主要試劑

淋巴細胞分離液購自天津市灝洋生物制品科技有限責任公司，RNA抽提試劑Trizol為Life Technologies公司產品，逆轉錄試劑盒PrimeScriptTMRT-PCR和PCR試劑盒SYBR?Premix Ex TaqTMⅡ（Perfect Real Time）為TaKaRa公司產品。

1.3 方法

1.3.1 PBMC的分離 靜脈血5 mL EDTA抗凝，采用Ficoll密度梯度離心分離法分離PBMC，1 500 r／min離心20 min吸取中間PBMC（白色云霧層），加PBS洗滌細胞2次，1 500 r／min離心10 min，棄上清，加1 mL Trizol充分溶解，－70℃冰箱保存。

1.3.2 總RNA抽提及逆轉錄反應 PBMC中總RNA的提取利用Trizol試劑進行。按照Prime-ScriptTMRT-PCR試劑盒的操作步驟進行逆轉錄反應合成cDNA。

1.3.3 定量PCR檢測糖酵解相關基因mRNA表達

采用SYBR Premix Ex TaqTM試劑盒進行實時定量PCR操作。引物由上海英駿生物工程有限公司合成，糖酵解相關基因及內參引物序列見表1。表達水平以其與內參β-肌動蛋白的比值表示，定量PCR儀型號為Stratagene公司Mx3000P。

表1 糖酵解相關基因及內參引物序列

1.4 統計學處理

采用GraphPad Prism 5.0軟件進行統計學分析，多組間比較采用Kruskal-Wallis H秩和檢驗，進一步兩兩比較采用Nemenyi法，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 RA患者PBMC中TPI mRNA的表達

如圖1所示，TPI mRNA在RA患者與健康對照組PBMC中均有表達。活動期RA患者中TPI mRNA表達水平比健康對照組明顯增高，增加了約6.6倍，差異有統計學意義（χ2＝4.994，P＜0.05）。穩定期RA患者與健康對照組相比TPI mRNA略有升高，但差異無統計學意義。

圖1 類風濕關節炎患者PBMC中TPI mRNA的相對表達水平

2.2 RA患者PBMC中ENO mRNA的表達

如圖2所示，活動期RA患者中ENO mRNA表達水平比健康對照組明顯增加，差異有統計學意義（χ2＝9.603，P＜0.05），穩定期RA患者與健康對照組相比差異無統計學意義。

圖2 類風濕關節炎患者PBMC中ENO mRNA的相對表達水平

2.3 RA患者PBMC中PKM mRNA的表達

如圖3所示，活動期RA患者PKM mRNA表達水平比健康對照組增加了154倍，差異有統計學意義（χ2＝19.134，P＜0.001）。穩定期RA患者PB-MC中PKM的表達與健康對照組相比差異無統計學意義。

圖3 類風濕關節炎患者PBMC中PKM m RNA的相對表達水平

2.4 RA患者PBMC中MCT mRNA的表達

如圖4所示，MCT mRNA在RA患者與健康對照組PBMC中均表達。活動期RA患者的MCT mRNA表達水平與健康對照組相比增加了52倍，差異有統計學意義（χ2＝5.017，P＜0.05）。穩定期RA患者與健康對照組中MCT的表達相比差異無統計學意義。

圖4 類風濕關節炎患者PBMC中MCT m RNA的相對表達水平

3 討論

葡萄糖代謝不但能夠為生理活動提供能量，同時也能通過代謝基質組成復雜的信號途徑。糖酵解是葡萄糖代謝的一種方式，能夠催化一分子葡萄糖產生2分子乳酸和2分子ATP。葡萄糖代謝在糖尿病、卒中、精神分裂癥和藥物濫用中發揮著重要的作用［2］。目前對RA的研究主要集中于免疫、遺傳和細胞生物學等方面，而對葡萄糖代謝的研究目前報道較少。近年，一些研究發現葡萄糖代謝在RA的發病機制中具有重要作用。Henderson等［1］發現RA滑膜細胞中3-磷酸甘油醛脫氫酶和乳酸脫氫酶活性增高，說明RA滑膜組織中糖酵解活性增高。糖酵解速率的升高導致細胞內酸環境的產生，這種酸化微環境有可能破壞了RA滑膜組織中異常細胞的分化［3］。Yang等［4］已在RA患者外周血CD4＋T細胞中觀察了糖酵解的活性狀態。本研究利用Ficoll分離人PBMC，從方法學上簡化了Yang等需分離CD4＋T細胞的操作步驟，同時全面分析外周血單個核細胞中包含的所有T、B淋巴細胞和單核細胞的糖酵解相關基因的表達情況。

本研究結果顯示，活動期RA患者糖酵解相關基因TPI、ENO、PKM及MCT表達均明顯高于穩定期RA患者和健康對照人群，而穩定期患者雖然在總體上略高于健康對照，但差異無統計學意義。這些結果表明，RA患者PBMC以糖酵解為主，尤其在活動期更為明顯。這個結果與在RA患者滑膜細胞中觀察到的現象一致［1］。但是，Yang等［4］卻發現外周血CD4＋T細胞中這4個糖酵解相關基因的表達在健康人群與RA患者之間沒有顯著性差異，這個不一致的結果可能與病情嚴重程度有關。Yang等的研究中活動期RA患者僅為80%，由此有可能導致了糖酵解相關基因變化沒有統計學差異的結果。同時除CD4＋T細胞外，PBMC中還含有大量的其他類型T淋巴細胞、B淋巴細胞以及單核細胞等，他們在激活條件下，均表現為糖酵解活性的增強［5－6］。如活化的CD8＋T細胞在大量增殖前，就表現為早期糖酵解關鍵酶3-磷酸甘油醛脫氫酶的活性升高［7］。同時活化后的B淋巴細胞也表現為可以快速地攝取葡萄糖，并轉變為有氧糖酵解的代謝方式［8－9］。

在炎癥狀態下，大量活化的淋巴細胞通過高速率的糖酵解反應產生ATP和蛋白質合成代謝前體物質，以維持自身的生長、克隆擴增和免疫球蛋白的合成［10－11］。本研究中TPI的升高有利于催化糖酵解和糖異生中重要反應3-磷酸甘油醛生成更多的二羥丙酮磷酸，而二羥丙酮磷酸是合成三酰甘油的原料α-磷酸甘油的重要來源。2-磷酸甘油酸經過ENO和PKM作用后產生丙酮酸，同時釋放2個ATP。丙酮酸又可通過轉氨基作用生成丙氨酸。糖酵解的快速升高伴隨著乳酸的大量生成，已發現活化的B細胞中80%的葡萄糖轉化為乳酸，而MCT的升高有利于大量的乳酸轉運出細胞。糖酵解的代謝方式還有利于改變活化的淋巴細胞中葡萄糖的碳流向磷酸戊糖途徑，以提供NADPH和5-磷酸核糖，或者改變糖酵解的終產物丙酮酸進入截短的三羧酸循環，以產生乙酰CoA和草酰乙酸［12］。乙酰CoA作為脂肪酸和膽固醇合成的前體，可以促進膜的生物合成［13］。類風濕關節炎作為一種自身免疫細胞活化引發的慢性炎癥反應，其細胞活化與增殖需要大量的ATP，因此能量代謝方式會有其特征性的變化，如能明確這種變化與疾病進程的關系，可為RA的早期診斷及臨床療效觀察提供新的指標，同時也為RA的發病機制研究提供新的思路，并可為發展基于調節能量代謝的新型治療手段提供理論支持。

總之，本研究表明，活動期RA患者PBMC糖酵解相關基因mRNA表達顯著提高，說明糖酵解反應在RA的發病過程中明顯增強。有關升高的糖酵解反應在RA發病中的具體機制有待進一步探討。

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Expression of glycolysis related gene in peripheral blood mononuclear cells of patients w ith rheumatoid arthritis

XIONG Yu-yun1，WANG Bei1，TAO Zhen1，WU Ling2，YOU Hai-yan1，WANGWen-hong3，JIAO Zhi-jun1
（1.Departmentof Clinical Laboratory，2.Departmentof Rheumatism，the Affiliated Hospital of Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212001；3.School of Medicine，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212013，China）

Objective：To explore themRNA expression and potential significance of glycolysis related gene in peripheral blood mononuclear cells（PBMC）of patientswith rheumatoid arthritis（RA）.M ethods：PBMC were purified by Ficoll and glycolysis related genes mRNA expression was analysed by real-time PCR.Results：Compared with healthy control，PBMC from active RA patients significantly expressed higher level of glycolysis related genes including TPI，ENO，PKM and MCT.However，there were no significant differences in these genes between inactive group and control group.Conclusion：In RA patients，glycolysis related genesmRNA expression levelwere changed.Glycolysismay play an important role in themechanism of RA.

rheumatoid arthritis；real-time PCR；glycolysis related gene；peripheral bloodmononuclear cell

R593.22

A

1671－7783（2014）04－0351－04

10.13312／j.issn.1671-7783.y140141

國家自然科學基金資助項目（81301657）；鎮江市衛生科技重點項目（SH2011051）

熊御云（1983—），女，博士研究生；焦志軍（通訊作者），教授，博士生導師，E-mail：jiaozhijun＠ujs.edu.cn

2014－05－26 ［編輯］何承志