BRD4信號(hào)通路在應(yīng)力誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎中的作用機(jī)制與靶向降解治療優(yōu)勢(shì)

一、 應(yīng)力誘導(dǎo)顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的病理機(jī)制與研究背景
顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是一種以關(guān)節(jié)軟骨退行性病變、軟骨下骨吸收及細(xì)胞外基質(zhì)損傷為特征的慢性疾病，過度的機(jī)械應(yīng)力被認(rèn)為是其發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵致病因素。除了上述結(jié)構(gòu)改變，近年研究日益關(guān)注炎癥反應(yīng)在其中的核心驅(qū)動(dòng)作用。然而，應(yīng)力如何精確調(diào)控關(guān)節(jié)組織內(nèi)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，其表觀遺傳調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚。

在此背景下，溴結(jié)構(gòu)域蛋白4作為一類重要的表觀遺傳"閱讀器"，因其在識(shí)別組蛋白乙�；�修飾并調(diào)控炎癥相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄中的核心作用而備受關(guān)注。已有研究證實(shí)，BRD4參與調(diào)控多種炎癥性疾病及破骨細(xì)胞分化過程。因此，探究BRD4是否介導(dǎo)了機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎癥與組織破壞，成為理解TMJ OA發(fā)病機(jī)制和尋找新療法的關(guān)鍵科學(xué)問題。

二、 BRD4抑制劑在應(yīng)力誘導(dǎo)TMJ OA中的保護(hù)作用研究
為驗(yàn)證上述假設(shè)，研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用了體內(nèi)外模型。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)大鼠顳下頜關(guān)節(jié)施加過度的機(jī)械壓縮負(fù)荷以模擬病理?xiàng)l件，并同時(shí)局部應(yīng)用經(jīng)典的BRD4小分子抑制劑JQ1進(jìn)行干預(yù)。
1. 改善關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)破壞：研究結(jié)果表明，過度應(yīng)力顯著導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨變薄、軟骨細(xì)胞數(shù)量減少及軟骨下骨異常吸收。而JQ1處理能有效緩解這些結(jié)構(gòu)損傷，維持軟骨厚度，增加軟骨細(xì)胞數(shù)量，并改善骨微結(jié)構(gòu)參數(shù)，證明了抑制BRD4活性對(duì)關(guān)節(jié)組織的保護(hù)作用。
2. 抑制炎癥反應(yīng)：在分子水平上，過度應(yīng)力顯著上調(diào)了關(guān)節(jié)軟骨中腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1β和白細(xì)胞介素-6等關(guān)鍵促炎因子的表達(dá)。JQ1處理則能有效抑制這些炎癥因子的產(chǎn)生。體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，在白細(xì)胞介素-1β刺激的軟骨細(xì)胞中，使用JQ1或特異性小干擾RNA敲低BRD4，均能抑制促炎基因的表達(dá)。

三、 分子機(jī)制探索：BRD4通過表觀遺傳調(diào)控TREM1驅(qū)動(dòng)炎癥
為闡明BRD4調(diào)控炎癥的下游具體靶點(diǎn)，研究者利用染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)序技術(shù)，分析了在機(jī)械應(yīng)力作用下，關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中BRD4及其識(shí)別的組蛋白標(biāo)記H3K27ac在全基因組范圍內(nèi)的結(jié)合變化。

分析發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)力刺激后，多個(gè)基因的啟動(dòng)子區(qū)域同時(shí)出現(xiàn)BRD4與H3K27ac結(jié)合的顯著增加。其中，髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1的基因脫穎而出。TREM1是近年來發(fā)現(xiàn)的一種在髓系細(xì)胞表面表達(dá)的炎癥激發(fā)受體，在固有免疫中起重要作用。ChIP-seq數(shù)據(jù)明確顯示，機(jī)械應(yīng)力增強(qiáng)了BRD4與TREM1基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合。

進(jìn)一步的機(jī)制驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，無論是JQ1還是siRNA介導(dǎo)的BRD4敲低，都能在體內(nèi)外模型中有效抑制由機(jī)械應(yīng)力或IL-1β誘導(dǎo)的TREM1表達(dá)上調(diào)。更重要的是，當(dāng)使用siRNA敲低TREM1后，IL-1β誘導(dǎo)的IL-1β、TNF-α和IL-6等炎癥因子的產(chǎn)生也受到顯著抑制。這揭示了一條清晰的信號(hào)軸：過度機(jī)械應(yīng)力通過增強(qiáng)BRD4在TREM1基因啟動(dòng)子區(qū)的表觀遺傳調(diào)控，促進(jìn)TREM1表達(dá)；而TREM1的激活進(jìn)一步放大下游炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)組織的炎癥損傷與破壞。

四、 BRD4作為治療靶點(diǎn)的潛力與PROTAC技術(shù)優(yōu)勢(shì)
上述研究不僅揭示了BRD4-TREM1軸在應(yīng)力性關(guān)節(jié)病中的核心作用，也凸顯了BRD4作為一個(gè)有潛力的治療靶點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的小分子抑制劑可能面臨脫靶效應(yīng)、耐藥性以及需要持續(xù)給藥維持抑制效果等挑戰(zhàn)。

蛋白水解靶向嵌合體技術(shù)為靶向BRD4提供了更具前景的策略。PROTAC分子通過同時(shí)招募靶蛋白和E3泛素連接酶，誘導(dǎo)靶蛋白發(fā)生泛素化并被蛋白酶體降解。與抑制劑僅阻斷功能不同，PROTAC能徹底清除靶蛋白，可能提供更強(qiáng)效、更持久的療效，并有望克服某些耐藥機(jī)制。

BRD4信號(hào)通路在應(yīng)力誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎中的作用機(jī)制與靶向降解治療策略-南京優(yōu)愛(UA BIO), 重組蛋白專家