関節リウマチ性関節炎の無症候性を予測するPRIME細胞のRNA同定

RNA Identification of PRIME Cells Predicting Rheumatoid Arthritis Flares.

• Dana E Orange
• Vicky Yao
• Kirsty Sawicka
• John Fak
• Mayu O Frank
• Salina Parveen
• Nathalie E Blachere
• Caryn Hale
• Fan Zhang
• Soumya Raychaudhuri
• Olga G Troyanskaya
• Robert B Darnell

抄録

背景:

関節リウマチは、多くの炎症性疾患と同様に、休止期と増悪期（フレア）のエピソードによって特徴づけられる。発火につながる分子イベントは不明である。

BACKGROUND: Rheumatoid arthritis, like many inflammatory diseases, is characterized by episodes of quiescence and exacerbation (flares). The molecular events leading to flares are unknown.

方法:

我々は、縦断的なRNAシークエンス（RNA-seq）を可能にするために、関節リウマチ患者の自宅での採血を繰り返すための臨床的・技術的プロトコルを確立した。標本は、我々の指標となる患者の4年間の8回のフレアの間に364回の時点で得られ、さらに3人の患者のフレアの間に235回の時点で得られた。発火前に異なる発現を示した転写物を同定し、滑膜単細胞RNA-seqのデータと比較した。フローサイトメトリーと分離血球RNA-seqを用いて、さらに3人の患者の所見を検証した。

METHODS: We established a clinical and technical protocol for repeated home collection of blood in patients with rheumatoid arthritis to allow for longitudinal RNA sequencing (RNA-seq). Specimens were obtained from 364 time points during eight flares over a period of 4 years in our index patient, as well as from 235 time points during flares in three additional patients. We identified transcripts that were differentially expressed before flares and compared these with data from synovial single-cell RNA-seq. Flow cytometry and sorted-blood-cell RNA-seq in additional patients were used to validate the findings.

結果:

一貫した変化は、関節リウマチのフレアの1～2週間前に血液中の転写プロファイルで観察された。B細胞の活性化は、関節リウマチ患者の血液中のCD45-CD31-PDPN+前炎症性間葉系細胞（PRIME細胞）の増殖に続いた；これらの細胞は炎症性滑膜線維芽細胞の特徴を共有していた。循環PRIME細胞のレベルは、4人の患者全員でフレアの間に低下し、フローサイトメトリーとソート細胞RNA-seqにより、関節リウマチ患者19人のPRIME細胞の存在が確認された。

RESULTS: Consistent changes were observed in blood transcriptional profiles 1 to 2 weeks before a rheumatoid arthritis flare. B-cell activation was followed by expansion of circulating CD45-CD31-PDPN+ preinflammatory mesenchymal, or PRIME, cells in the blood from patients with rheumatoid arthritis; these cells shared features of inflammatory synovial fibroblasts. Levels of circulating PRIME cells decreased during flares in all 4 patients, and flow cytometry and sorted-cell RNA-seq confirmed the presence of PRIME cells in 19 additional patients with rheumatoid arthritis.

結論:

関節リウマチのフレアの縦断的ゲノム解析により、フレア前の期間に血液中にPRIME細胞が存在することが明らかになり、フレア前の数週間にこれらの細胞がB細胞によって活性化され、その後血液から滑膜に移動するモデルが示唆された。国立衛生研究所などの資金提供）。

CONCLUSIONS: Longitudinal genomic analysis of rheumatoid arthritis flares revealed PRIME cells in the blood during the period before a flare and suggested a model in which these cells become activated by B cells in the weeks before a flare and subsequently migrate out of the blood into the synovium. (Funded by the National Institutes of Health and others.).

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