L-精氨酸代謝抑制關(guān)節(jié)炎和炎癥性骨質(zhì)流失

         探討L -精氨酸代謝對(duì)關(guān)節(jié)炎和炎癥性骨質(zhì)流失的影響。將L-精氨酸應(yīng)用于3種關(guān)節(jié)炎模型(膠原性關(guān)節(jié)炎、血清性關(guān)節(jié)炎和人TNF轉(zhuǎn)基因小鼠)。臨床和組織學(xué)評(píng)估炎癥，并用μCT和組織形態(tài)計(jì)量學(xué)定量觀察骨變化。體外采用RNA-seq和質(zhì)譜法分析L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞分化的影響。Seahorse，單細(xì)胞能量代謝譜分析翻譯抑制和透射電鏡檢測(cè)破骨細(xì)胞的代謝變化。此外，在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)和RA前期患者血清中測(cè)量精氨酸相關(guān)代謝物。L-精氨酸抑制三種模型的關(guān)節(jié)炎和骨質(zhì)流失，并直接阻斷TNFα誘導(dǎo)的小鼠和人破骨細(xì)胞生成。RNA-seq和質(zhì)譜分析表明，L-精氨酸在炎性破骨細(xì)胞中將糖酵解轉(zhuǎn)換為氧化磷酸化，導(dǎo)致ATP生成增加，嘌呤代謝增加，肌苷和次黃嘌呤水平升高。腺苷脫氨酶抑制劑阻斷肌苷和次黃嘌呤的產(chǎn)生，可消除L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞發(fā)生的抑制作用。在RA和RA前期患者中也發(fā)現(xiàn)了精氨酸水平的改變。L-精氨酸通過(guò)對(duì)破骨細(xì)胞嘌呤代謝的重編程和擾動(dòng)改善關(guān)節(jié)炎和骨侵蝕。該文于2023年12月發(fā)表于《Annals of Rheumatic Diseases》, IF=27.4。

技術(shù)路線(xiàn)：

主要研究結(jié)果：

1、L-精氨酸抑制關(guān)節(jié)炎和炎癥性骨質(zhì)流失

         為了研究L-精氨酸是否可以預(yù)防炎癥和全身性炎癥性骨質(zhì)流失，作者使用血清性關(guān)節(jié)炎(SIA)模型，并在血清注射后第0天或第4天口服L-精氨酸(圖1A)。L-精氨酸可顯著減少臨床關(guān)節(jié)炎(圖1B)?；ぱ?、骨侵蝕和破骨細(xì)胞數(shù)量減少，伴有關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)Ctsk和Mmp9表達(dá)減少。作者還分析了SIA小鼠的脛骨，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)L-精氨酸和載藥處理之間骨量的顯著差異(圖1C、D)。盡管如此，L-精氨酸減少了脛骨破骨細(xì)胞的數(shù)量和大小(圖1E,F)，而沒(méi)有改變RANKL/OPG比率。作者假設(shè)長(zhǎng)期的L-精氨酸治療可能會(huì)有更好的結(jié)果。因此，作者在首次免疫后第23天開(kāi)始用L-精氨酸治療膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎(CIA)的DBA/1J小鼠(圖1G)。與SIA模型一樣，L-精氨酸顯著改善了關(guān)節(jié)炎癥，如關(guān)節(jié)炎評(píng)分降低所示(圖1H)。盡管關(guān)節(jié)中Ctsk和Mmp9的表達(dá)沒(méi)有差異，但L-精氨酸也減少了滑膜炎、骨侵蝕和破骨細(xì)胞的數(shù)量。脛骨和椎體骨的CT分析顯示，L-精氨酸處理改善了骨丟失，骨體積和骨小梁數(shù)量顯著增加(圖1I,J)。使用TRAP染色的破骨細(xì)胞組織形態(tài)學(xué)分析顯示，L-精氨酸處理的CIA小鼠的破骨細(xì)胞數(shù)量顯著抑制(圖1K,L)。有趣的是，骨髓上清中TNFα的表達(dá)和RANKL/ OPG比值沒(méi)有改變，這表明盡管存在促炎和促破骨細(xì)胞因子如TNFα和RANKL，但L-精氨酸可能改善骨質(zhì)流失。最后，L-精氨酸對(duì)關(guān)節(jié)炎的有益作用也在hTNFtg小鼠中得到證實(shí)，hTNFtg小鼠代表了炎癥性關(guān)節(jié)炎的自發(fā)模型。出生6周后，在飲用水中補(bǔ)充L-精氨酸(圖1M)。與其他兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵粯樱?span>L-精氨酸處理小鼠關(guān)節(jié)腫脹減輕，同時(shí)握力提高(圖1N,O)，炎癥面積減少。此外，CT和TRAP染色結(jié)果顯示，L-精氨酸減輕了脛骨和椎體骨破壞，骨體積增加，破骨細(xì)胞數(shù)量減少?？傊?span>L-精氨酸通過(guò)減少破骨細(xì)胞數(shù)量來(lái)抑制關(guān)節(jié)炎和炎癥性骨質(zhì)流失。

圖1、L-精氨酸對(duì)三種小鼠關(guān)節(jié)炎模型的骨質(zhì)流失有保護(hù)作用

2、L-精氨酸減輕TNF-α誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞發(fā)生

         為了確定L-精氨酸是否直接作用于破骨細(xì)胞，作者分離了hTNFtg+/?和同卵對(duì)照小鼠的骨髓細(xì)胞，并進(jìn)行了有或沒(méi)有L-精氨酸的MCSF/ RANKL介導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)。0.5-10mM的L-精氨酸不影響細(xì)胞活力。在WT和hTNFtg+/?細(xì)胞中，L-精氨酸以劑量依賴(lài)性的方式顯著抑制破骨細(xì)胞的發(fā)生。在WT和hTNFtg+/?細(xì)胞中，L-精氨酸也降低骨吸收活性。L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞分化的抑制作用進(jìn)一步證實(shí)了幾個(gè)破骨細(xì)胞特異性基因，如Traf6、Acp5、Nfatc1、Ctsk和Atp6v0d2的低表達(dá)，特別是在hTNFtg+/?小鼠分離的細(xì)胞中。接下來(lái)，作者用TNFα刺激WT骨髓細(xì)胞進(jìn)行破骨細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)，以模擬促炎微環(huán)境。在整個(gè)分化過(guò)程中或僅在分化后期補(bǔ)充L-精氨酸(圖2A)。使用的L-精氨酸濃度沒(méi)有任何毒性作用(圖2B)。正如預(yù)期的那樣，TNFα刺激(40ng/mL)增強(qiáng)了破骨細(xì)胞的數(shù)量，而10mM L-精氨酸則大大減少了破骨細(xì)胞的分化(圖2C,D)。有趣的是，在分化后期補(bǔ)充L-精氨酸比在整個(gè)分化過(guò)程中補(bǔ)充L-精氨酸更有效地抑制破骨細(xì)胞的發(fā)生(圖2C,D)。TNFα刺激促進(jìn)破骨細(xì)胞中F-肌動(dòng)蛋白環(huán)的形成，該環(huán)被L-精氨酸破壞(圖2E)。在TNFα刺激的細(xì)胞中，L-精氨酸也降低了骨吸收活性(圖2F,G)。破骨細(xì)胞相關(guān)基因的動(dòng)力學(xué)分析說(shuō)明了它們?cè)诜只^(guò)程中的變化。TNF-α刺激后，它們的表達(dá)增加，而L-精氨酸處理后，它們的表達(dá)明顯減少(圖2H)。此外，為了探討L-精氨酸在病理性破骨細(xì)胞發(fā)生中的作用，作者從C57BL/6小鼠的膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)中分離出帶有CD45+Cx3cr1+標(biāo)記物的滑膜炎性巨噬細(xì)胞。然后，作者用這些細(xì)胞進(jìn)行破骨細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)，并添加L-精氨酸，有或沒(méi)有TNFα刺激。作者觀察到TNFα刺激可以顯著提高破骨細(xì)胞的分化，而L-精氨酸再次降低破骨細(xì)胞的形成。接下來(lái)，作者檢查了在完全缺乏精氨酸的情況下，在有或沒(méi)有TNFα刺激的情況下，破骨細(xì)胞生成是否受損。正如預(yù)期的那樣，在不含L-精氨酸的培養(yǎng)基中，破骨細(xì)胞的發(fā)生完全被抑制。為了描述L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞分化最重要的下游代謝物，特別是在TNFα刺激后，作者向細(xì)胞補(bǔ)充腐胺、鳥(niǎo)氨酸或亞精胺，這些代謝物在存在或不存在TNFα的情況下由精氨酸酶催化直接產(chǎn)生。有趣的是，腐胺可以顯著減少破骨細(xì)胞的分化，抑制OC相關(guān)基因的表達(dá)，尤其是在TNFα刺激后。高濃度鳥(niǎo)氨酸(25mM)也可以?xún)H在TNFα刺激下減少破骨細(xì)胞的生成，而亞精胺不改變破骨細(xì)胞的數(shù)量?？偟膩?lái)說(shuō)，L-精氨酸在體外抑制破骨細(xì)胞分化，特別是在炎癥條件下。

圖2、L-精氨酸降低TNF-α誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成和再吸收活性

3、L-精氨酸促進(jìn)氧化磷酸化和ATP的產(chǎn)生

         為了描述L-精氨酸的功能，研究人員對(duì)經(jīng)L-精氨酸處理的破骨細(xì)胞進(jìn)行了RNA測(cè)序，這些破骨細(xì)胞分別受到TNFα刺激或未受到刺激。在未受刺激的細(xì)胞中，只有少數(shù)基因和相關(guān)通路在經(jīng)L-精氨酸處理的細(xì)胞中富集(圖2I)。然而，當(dāng)細(xì)胞受到TNF -α刺激時(shí)，KEGG通路分析顯示，L-精氨酸后氧化磷酸化通路基因強(qiáng)烈富集(圖2J)。GSEA進(jìn)一步證明，與TNFα刺激的細(xì)胞相比，TNFα/ L-精氨酸處理的細(xì)胞中氧化磷酸化顯著富集(圖2K)。熱圖分析還突出了與氧化磷酸化相關(guān)的基因，這些基因在TNFα/ L-精氨酸處理的細(xì)胞中顯著上調(diào)(圖2L)。為了進(jìn)一步證實(shí)TNFα/ L-精氨酸處理的細(xì)胞中氧化磷酸化的增強(qiáng)，進(jìn)行了細(xì)胞外通量測(cè)定。糖酵解在WT和hTNFtg+/?前破骨細(xì)胞中沒(méi)有改變。與WT細(xì)胞相比，hTNFtg+/?細(xì)胞的氧化磷酸化水平較低，但被L-精氨酸拯救。此外，L-精氨酸后最大呼吸、非線(xiàn)粒體耗氧量、ATP生成和質(zhì)子泄漏增加。在RNA水平上，加入L-精氨酸后，參與氧化磷酸化的基因表達(dá)增加。同樣，TNFα刺激促進(jìn)WT細(xì)胞的糖酵解，而L-精氨酸不影響糖酵解(圖3A)。同時(shí)，TNFα抑制氧化磷酸化，促進(jìn)ATP的產(chǎn)生，而L-精氨酸(10mM)逆轉(zhuǎn)了這一作用(圖3B,C)。糖酵解產(chǎn)生的ATP增加，而氧化磷酸化產(chǎn)生的ATP減少，分化為破骨細(xì)胞。TNFα刺激后，糖酵解ATP產(chǎn)量增加，但被L-精氨酸轉(zhuǎn)換為氧化磷酸化(圖3D,E)。為了研究單細(xì)胞水平的能量代謝，作者對(duì)從四個(gè)治療組分離的破骨前細(xì)胞進(jìn)行了SCENITH實(shí)驗(yàn)。精氨酸增加了TNF α刺激細(xì)胞的線(xiàn)粒體依賴(lài)性，降低了糖酵解能力(圖3F、G)。葡萄糖依賴(lài)性或脂肪酸和氨基酸氧化能力沒(méi)有差異。此外，L-精氨酸氧化磷酸化的增加與葡萄糖消耗的增加無(wú)關(guān)(圖3H)。L-精氨酸處理后，線(xiàn)粒體ROS水平略有下降。當(dāng)通過(guò)透射電鏡分析線(xiàn)粒體形態(tài)時(shí)，四種刺激之間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著差異。因此，作者探討了線(xiàn)粒體膜電位可能的變化。JC-1染色顯示TNFα刺激后線(xiàn)粒體膜電位受損，而L-精氨酸恢復(fù)了膜電位(圖3I,J)。最后，當(dāng)魚(yú)藤酮和抗霉素阻斷氧化磷酸化時(shí)，L-精氨酸的作用僅在TNF α刺激的條件下以劑量依賴(lài)的方式被消除(圖3K-N)。

圖3、l -精氨酸促進(jìn)炎癥條件下破骨細(xì)胞氧化磷酸化(OXPHOS)和ATP的產(chǎn)生

4、精氨酸酶-1的誘導(dǎo)介導(dǎo)L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞的抑制作用

         為了研究作者模型中的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，作者基于作者的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄因子富集分析。有趣的是，從DEGs中發(fā)現(xiàn)c-Jun在所有三個(gè)轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)中都富集(圖4A)。由于c-Jun是一種已知的控制破骨細(xì)胞分化的轉(zhuǎn)錄因子，其表達(dá)與巨噬細(xì)胞中精氨酸酶-1 (Arg-1)的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，因此作者在四種培養(yǎng)條件下對(duì)c-Jun進(jìn)行了蛋白水平的表征。TNFα增強(qiáng)了C-Jun的表達(dá)，但L-精氨酸后C-Jun的表達(dá)明顯降低，尤其是在破骨細(xì)胞分化后期補(bǔ)充L-精氨酸時(shí)(圖4B)。接下來(lái)，作者分析了c-Jun在有或沒(méi)有TNFα刺激的破骨細(xì)胞發(fā)生中的作用。為此，作者從cJunΔLysM和同窩對(duì)照小鼠中分離骨髓細(xì)胞。即使在TNFα刺激后，c-Jun缺陷細(xì)胞的破骨細(xì)胞數(shù)量也較低(圖4C,D)。有趣的是，TNFα刺激后，c-Jun缺陷破骨細(xì)胞中Arg1的表達(dá)顯著升高，而Arg2的表達(dá)不變(圖4E)。因此，作者研究了Arg-1在L-精氨酸介導(dǎo)的破骨細(xì)胞抑制中的作用。CIA使L-精氨酸處理小鼠足部組織溶物精氨酸酶活性升高，尿素水平不變，亞硝酸鹽水平降低(圖4F)。這些數(shù)據(jù)提示c-Jun調(diào)控Arg1的表達(dá)，介導(dǎo)L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞分化的抑制作用。為了驗(yàn)證c-Jun是否在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控Arg1的表達(dá)，特別是在TNF -α刺激下，作者在Arg1轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)(TSS)上游5000bp處加入了c-Jun，并用JASPAR數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)了Arg1啟動(dòng)子上8個(gè)可能的c-Jun結(jié)合位點(diǎn)(圖4G)。然后在TNFα刺激的破骨前細(xì)胞中使用抗c- jun抗體進(jìn)行ChIP-qPCR。事實(shí)上，c-Jun在穩(wěn)定狀態(tài)下可以結(jié)合啟動(dòng)子位點(diǎn)3、4、5和8，在TNFα刺激下可以結(jié)合啟動(dòng)子位點(diǎn)1、2、4、6和8(圖4G)。有趣的是，染色質(zhì)重塑標(biāo)記顯示c-Jun結(jié)合位點(diǎn)的抑制模式，TNFα刺激后Arg1啟動(dòng)子的H3me3K27甲基化增強(qiáng)，而H3me3K4甲基化未檢測(cè)到變化(圖4H)。這些結(jié)果表明TNFα通過(guò)c-Jun下調(diào)Arg1的表達(dá)。接下來(lái)，作者分析了來(lái)自?xún)芍?span>Arg-1條件敲除小鼠的骨髓來(lái)源的破骨細(xì)胞。正如預(yù)期的那樣，在TNFα刺激后，L-精氨酸可以減少WT細(xì)胞的破骨細(xì)胞分化，但在Arg-1缺陷細(xì)胞中則沒(méi)有(圖4I-L)。綜上所述，這些結(jié)果表明Arg-1對(duì)于L-精氨酸抑制TNFα刺激后的破骨細(xì)胞生成至關(guān)重要。

圖4、精氨酸酶-1的誘導(dǎo)介導(dǎo)了L-精氨酸對(duì)破骨細(xì)胞的抑制作用

5、L-精氨酸對(duì)炎癥刺激的嘌呤代謝進(jìn)行了重新編程

         為了研究補(bǔ)充L-精氨酸后的代謝通量，作者首先使用13c同位素標(biāo)記對(duì)L-精氨酸進(jìn)行了代謝追蹤。如圖5A所示，補(bǔ)充13C6 -L-精氨酸后用13c同位素標(biāo)記的下游代謝物為鳥(niǎo)氨酸、精胺、n -乙酰-亞精胺、n -乙酰-瓜氨酸/瓜氨酸、d-脯氨酸、吡啉和吡羅烷。有趣的是，從個(gè)體代謝物的同位素分布圖中可以看出，TNFα刺激增加了13C6 - L-精氨酸的消耗，而補(bǔ)充13C6 - L-精氨酸則增加了其細(xì)胞濃度。此外，補(bǔ)充13C6 - l-精氨酸可促進(jìn)13C4 -鳥(niǎo)氨酸、13C5 - d -脯氨酸、13C4 -精胺、13C4 - n -乙酰亞精胺、13C4 -吡咯啉和13C4 -吡咯烷的生成。然而，補(bǔ)充13C6 - L-精氨酸減少了TNF - α刺激下13C5 -鳥(niǎo)氨酸的產(chǎn)生，這意味著只在炎癥條件下增加了鳥(niǎo)氨酸的消耗?？偟膩?lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)表明，升高的L-精氨酸生物利用度確實(shí)使代謝通量向Arg-1方向傾斜。接下來(lái)，為了進(jìn)一步研究L-精氨酸處理對(duì)細(xì)胞內(nèi)代謝的影響并闡明下游代謝途徑，作者對(duì)受或不受L-精氨酸和TNFα刺激的破骨細(xì)胞進(jìn)行了非靶向代謝組學(xué)分析。正如預(yù)期的那樣，代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的途徑富集證實(shí)了L-精氨酸處理的破骨細(xì)胞中精氨酸和脯氨酸代謝的增加(圖5B)。最有趣的是，與TNFα刺激的細(xì)胞相比，TNFα+ L-精氨酸處理的細(xì)胞中嘌呤代謝豐富(圖5B)。次黃嘌呤和肌苷的產(chǎn)生增加，可能是由于ATP的產(chǎn)生增加(圖5C,D)。TNFα+精氨酸處理的細(xì)胞腺苷和腺嘌呤產(chǎn)量顯著降低。與代謝組學(xué)結(jié)果一致，RNA-seq數(shù)據(jù)也表明，在TNFα+ L-精氨酸處理的細(xì)胞中，嘌呤代謝相關(guān)途徑在Gene Ontology數(shù)據(jù)庫(kù)中顯著豐富(圖5E)。與嘌呤代謝相關(guān)的編碼酶基因也發(fā)生了相應(yīng)的變化(圖5F)。特別是，腺苷脫氨酶(ADA)和Nt5c1a在L-精氨酸處理TNF α刺激的細(xì)胞時(shí)特異性上調(diào)(圖5F)。在有或沒(méi)有TNF - α刺激的情況下，對(duì)腐胺、鳥(niǎo)氨酸或亞精胺處理下嘌呤代謝酶編碼基因進(jìn)行分析。TNFα刺激可促進(jìn)Ampd、Nt5cla、Pnp、Hprt和Xdh的表達(dá)，腐胺抑制其表達(dá)。然而，盡管低濃度(5μm)亞精胺對(duì)破骨細(xì)胞生成沒(méi)有影響，但在TNFα刺激后，亞精胺增強(qiáng)了Ampd、Nt5cla、Ada、Pnp和Xdh的表達(dá)。鳥(niǎo)氨酸也增強(qiáng)了TNFα刺激后Ampd和Ada的表達(dá)?？偟膩?lái)說(shuō)，這些結(jié)果表明L-精氨酸在炎癥刺激下重編程嘌呤代謝。為了進(jìn)一步分析嘌呤代謝在破骨細(xì)胞形成中的作用，作者誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化，并分別用肌苷和次黃嘌呤處理細(xì)胞。肌苷和次黃嘌呤均能抑制體外破骨細(xì)胞生成，尤其是TNF -α刺激后(圖6A,B)。通過(guò)使用ADA抑制劑(戊他汀或紅-9-(2-羥基-3-壬基)腺嘌呤)阻止肌苷和次黃嘌呤的產(chǎn)生，作者可以逆轉(zhuǎn)L-精氨酸對(duì)炎癥環(huán)境中破骨細(xì)胞分化的抑制作用(圖6C-E)。接下來(lái)，作者分析了補(bǔ)充L-精氨酸的CIA小鼠體內(nèi)ADA抑制效果(圖6F)。如前所述，L-精氨酸可顯著改善關(guān)節(jié)炎，而噴妥他汀可完全恢復(fù)關(guān)節(jié)炎(圖6G)。脛骨組織形態(tài)學(xué)分析表明，補(bǔ)充L-精氨酸可減少破骨細(xì)胞，防止炎癥性骨質(zhì)流失。然而，ADA抑制逆轉(zhuǎn)了L-精氨酸的作用(圖6H, I)。綜上所述，L-精氨酸誘導(dǎo)的嘌呤代謝介導(dǎo)了體外和體內(nèi)炎癥性破骨細(xì)胞發(fā)生的抑制。

圖5、L-精氨酸干擾TNFα刺激細(xì)胞的嘌呤代謝。

圖6、L-精氨酸通過(guò)控制腺苷脫氨酶減輕炎癥性骨質(zhì)流失

6、RA患者精氨酸水平的改變和L-精氨酸對(duì)人破骨細(xì)胞生成的抑制作用

         為了研究RA患者的精氨酸水平是否發(fā)生變化，作者采用UPLC-MS (UPLC-MS)分析了23名RA患者和29名年齡匹配和性別匹配的健康對(duì)照者的血清樣本，以確定參與尿素循環(huán)的氨基酸水平。與健康對(duì)照相比，RA患者血清精氨酸水平顯著升高，鳥(niǎo)氨酸水平降低，瓜氨酸和脯氨酸水平不變(圖7A)。此外，在輕度至中度疾病活動(dòng)度(DAS28評(píng)分<5.2單位)的RA患者中，精氨酸水平與疾病嚴(yán)重程度顯著相關(guān)(圖7B)。作者還在另一組RA前期患者中測(cè)試了這些氨基酸水平。有趣的是，在隨后發(fā)展為關(guān)節(jié)炎的RA前期患者(有風(fēng)險(xiǎn)的進(jìn)展者)中，與健康對(duì)照相比，d-精氨酸水平提高，而鳥(niǎo)氨酸和d -脯氨酸顯著降低，瓜氨酸水平保持不變(圖7C)?？偟膩?lái)說(shuō)，在RA和RA前期患者中，精氨酸表達(dá)顯著升高，這意味著即使在疾病的早期階段，精氨酸代謝也存在失調(diào)。最后，作者還研究了L-精氨酸在人細(xì)胞破骨細(xì)胞中的作用。外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)衍生的破骨細(xì)胞用10mM L-精氨酸處理，用20pg/mL TNFα刺激(圖7D)。L-精氨酸處理后，無(wú)論是在MCSF和RANKL刺激的細(xì)胞中，還是在TNFα額外刺激的細(xì)胞中，都觀察到破骨細(xì)胞數(shù)量和破骨細(xì)胞標(biāo)志物表達(dá)的顯著減少(圖7E-G)。因此，L-精氨酸也抑制人類(lèi)破骨細(xì)胞的發(fā)生。

圖7、類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)患者精氨酸代謝的改變和L-精氨酸抑制人類(lèi)破骨細(xì)胞生成

結(jié)論

         總之，作者的觀察表明，L-精氨酸通過(guò)重編程破骨細(xì)胞的氨基酸代謝來(lái)抑制關(guān)節(jié)炎、炎癥性破骨細(xì)胞生成和炎癥性骨質(zhì)流失。因此，治療性補(bǔ)充L-精氨酸可能是一種抑制關(guān)節(jié)炎炎癥和防止炎癥性骨質(zhì)流失的飲食策略。

實(shí)驗(yàn)方法

         RNA測(cè)序、代謝組學(xué)、質(zhì)譜分析、Seahorse平臺(tái)進(jìn)行細(xì)胞外通量測(cè)定

參考文獻(xiàn)

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