类风湿性关节炎（RA）是最常见的慢性炎症性关节炎，其主要特征是关节破坏。RA 是一个复杂的病理过程，涉及持续性滑膜炎、血管生成、软骨退化和骨侵蚀，影响全球约 1% 的人口。RA 的发病机制非常复杂，目前尚不完全清楚，如果没有及早和充分的干预，RA 持续发展会导致不可逆转的残疾并严重影响患者的生活质量，然而，目前尚无治愈 RA 的有效临床手段，因此，研究 RA 的发病机制和药物靶点刻不容缓。

  

 

 

2022 年 6 月 22 日，南方医科大学蔡道章课题组在 Bone Research（IF = 13.362）发表了题为「FABP4 secreted by M1 -polarized macrophages promotes synovitis and angiogenesis to exacerbate rheumatoid arthritis」的研究论文，在该研究，作者发现滑膜 M1 极化巨噬细胞 FABP4 的表达上调，FABP4 的增加受到 mTORC1 通路的调节，以促进滑膜炎、血管生成和软骨退化，从而加剧了 RA 的疾病进展，而使用抑制剂来抑制小鼠血清和滑膜 M1 极化巨噬细胞中 FABP4 的表达可以缓解 RA，因此，FABP4 可能是治疗 RA 的新靶点。

 

接下来，我们一起看看这篇文章的主要研究结果。

 

首先，作者先检测了 RA 患者滑膜、滑液、血清和软骨中 FABP4 的表达，ELISA 结果显示，与对照组相比，FABP4 在 RA 滑膜液和血清中均显著升高，在抗原诱导小鼠关节炎（AIA）后第 4、8、12 周检查了小鼠膝关节的组织学特征和 FABP4 的表达。HE 染色、免疫荧光和 WB 结果显示 RA 小鼠滑膜 M1 极化巨噬细胞中 FABP4 表达升高，FABP4 上调与 RA 小鼠中软骨损伤加剧相关。然后，作者在体外测量了 FABP4 在 M1 极化巨噬细胞中的表达，用 LPS 诱导骨髓来源的巨噬细胞（BMDM）发生 M1 极化，发现 M1 极化巨噬细胞在 RA 的情况下分泌 FABP4。

 

图 1.RA 小鼠模型、BMDMs 和 RA 患者中 FABP4 的表达

 

由于滑膜组织中的血管生成是 RA 的关键病理表现，为了确定 FABP4 在人脐静脉内皮细胞（HUVEC）管形成中的作用，作者分别用 M1 极化巨噬细胞分泌的上清液 (含 FABP4）、重组人源 FABP4（rhFABP4）、上清液加 BMS309403（FABP4 抑制剂）、rhFABP4 加 BMS309403、以及对照处理 HUVEC，与对照相比，由 rhFABP4 或 M1 极化巨噬细胞上清液诱导的管形成显着增强且血管内皮生长因子α（VEGFα）表达增加，并且这种效应被 BMS309403 抑制。为了进一步证明 FABP4 在管形成中的作用，作者使用汉恒生物提供的靶向 FABP4 的敲低慢病毒来敲低 HUVEC 中的 FABP4，发现由 rhFABP4 处理导致的管形成增强被缓解。这些数据表明，FABP4 是 M1 极化巨噬细胞上清液中的主要效应细胞因子，通过激活 VEGFα表达来调节 HUVEC 管的形成。然后作者阐明了 FABP4 在 HUVECs 和滑膜成纤维细胞（FLSs）的增殖、迁移和侵袭中的作用，发现 FABP4 能促进 HUVEC 和 FLSs 的增殖、迁移和侵袭，不仅如此，作者发现 FABP4 通过 NF-κB 途径促进 HUVEC 和 FLSs 产生炎性细胞因子，并通过增强软骨细胞分解代谢和抑制软骨细胞合成代谢来破坏软骨细胞稳态。

 

图 2.FABP4 和 M1 极化巨噬细胞上清对体外培养的 HUVECs、FLSs 和软骨细胞的影响

 

接下来，作者关节内注射重组鼠源 FABP4（rmFABP4）来探索 FABP4 在体内的作用，免疫染色结果表明，关节内注射 rmFABP4 导致 M1 极化巨噬细胞中 FABP4 上调，滑膜成纤维细胞的增殖、侵袭增强、血管生成增加且软骨退化。为了确定 FABP4 在晚期 RA 小鼠模型中的作用，作者在 AIA 后 12 周检测了小鼠的组织病理学特征，观察到了和上述类似的效果。这些数据表明 rmFABP4 在 RA 小鼠模型中促进滑膜炎、H 型血管生成和软骨退化。

 

先前的研究表明，mTOR 通路在 RA 的炎症部位被激活，并且 mTORC1 通路的激活调节血管瘤中 FABP4 的表达，因此作者研究了 mTORC1 通路的激活是否调节 RA 中 FABP4 的表达。通过免疫荧光染色和 WB，作者在 RA 患者的滑膜组织中检测到了巨噬细胞中 mTORC1 通路的激活。为了在体外研究 mTOR 通路的激活和 FABP4 在巨噬细胞中的表达，作者用 LPS 刺激 BMDMs，发现 LPS 刺激的 BMDM 表现出明显的 p-S6、NOS2 和 FABP4 上调，而加雷帕霉素显著减轻了这种作用，而用 MHY1485（mTOR 通路的激活剂）处理的 BMDMs 显示 p-S6、NOS2 和 FABP4 表达增加。同时，作者进一步检测 mTORC1 通路是否在体内调节 M1 极化巨噬细胞分泌 FABP4，在这里，具有骨髓谱系特异性 mTORC1 激活的小鼠被用作模型来研究 M1 极化巨噬细胞的作用，并使用了结节性硬化复合体 1（TSC1）基因敲除的小鼠来确定 mTORC1 激活是否有助于滑膜中巨噬细胞的极化，结果表明 mTORC1 通路的激活调节巨噬细胞的 M1 极化并上调 FABP4 的表达，以加剧 RA 的进展。

 

图 3.mTORC1 通路的激活增强了 M1 极化巨噬细胞分泌 FABP4 以加剧 RA 进展

 

为了确定巨噬细胞 mTORC1 活性的抑制是否会减缓 RA 进展，作者构建了 Rheb1（mTORC1 的上游激活基因）敲除小鼠，在这些小鼠中，M2 极化增强，而 M1 极化减少，且 mTORC1 活性发生抑制。与对照组相比，在 Rheb1KO 小鼠中观察到 M1 极化巨噬细胞中 FABP4 表达的显着降低，HE 染色显示，在 AIA 建模后，Rheb1KO 小鼠滑膜增生减少、细胞浸润减少和滑膜炎评分显著降低、滑膜成纤维细胞的增殖和侵袭减弱、H 型血管的血管生成受到抑制，在 AIA 建模后 8 周，在 Rheb1KO 小鼠中观察到破骨细胞的显着减少。这些数据表明，抑制巨噬细胞 mTORC1 活性可以减少 M1 极化巨噬细胞分泌 FABP4，阻止 RA 的发展。

 

图 4. 抑制 mTORC1 通路可减少 M1 极化巨噬细胞的 FABP4 分泌，从而减缓 RA 进展

 

由于在 RA 患者和 RA 小鼠模型的滑膜 M1 极化巨噬细胞中观察到 FABP4 高表达，因此作者在 AIA 术后对 TSC1KO 小鼠施用 BMS309403 和阿格列汀（二肽基肽酶 4 的抑制剂）4 周和 8 周来抑制内源性 FABP4 表达，并观察了相应的组织病理学特征，发现 BMS309403 和阿格列汀均可显著降低滑膜 M1 极化巨噬细胞和 TSC1KO 小鼠血清中 FABP4 的表达，从而减轻 RA 中的滑膜炎、抑制 FLS 的增殖和侵袭、抑制血管生成和软骨退化。

 

图 5. 抑制 FABP4 可以减缓 RA 进展

 

总之，此研究结果表明，FABP4 的上调促进了 HUVEC 和 FLS 中炎性细胞因子的增殖、迁移、侵袭和产生，增强了 HUVEC 管的形成并破坏了软骨细胞的稳态，而 BMS309403 能有效抑制 FABP4 对 HUVEC、FLS 和软骨细胞的影响。此外，FABP4 促进滑膜炎、血管生成和软骨退化，从而加剧 RA 的严重程度，而 BMS309403 和阿格列汀有效抑制 FABP4 对 RA 进展的病理作用。因此，FABP4 可能是治疗 RA 的潜在靶点。