作者：朱瑶 北京积水潭医院

细胞外Ca2+浓度（[Ca2+]ex）的增加通过钙敏感受体（CaSR）触发单核细胞中NLRP3炎症小体的激活。为了防止体内骨外钙化，血清蛋白胎蛋白-A将钙和磷酸盐稳定为70-100nm大小的胶体钙蛋白颗粒（CPP）。这里我们显示单核细胞通过大胞饮作用吞噬CPP，这个过程严格依赖于[Ca2+]ex增加所触发的CaSR信号。CPP的大胞饮作用增强导致溶酶体活性、NLRP3炎性小体活化和IL-1β释放增加。类风湿性关节炎（RA）患者的单核细胞表现出对CaSR信号传导的CPP摄取和IL-1β释放增加。这些单核细胞中的CaSR表达和受累关节中的局部[Ca2+]增加，可能有助于这种增强的反应。我们认为，CaSR介导的NLRP3炎性小体活化不仅在RA中有助于炎症性关节炎和全身炎症，而且可能在其他炎症条件下也有助于炎性关节炎。抑制CaSR介导的CPP摄取可能是治疗RA的一种治疗方法。
钙敏感受体（CaSR）已被证明在体内和体外均可触发NLRP3炎症小体激活，并已被描述为在人冷冻比林相关周期综合征（CAPS）和卡拉胶诱导的足垫肿胀小鼠模型中介导炎症效应。增加的[Ca2+]ex还通过G蛋白介导的CaSR信号触发单核细胞和巨噬细胞中的组成性大胞饮作用。该受体在多种细胞类型中表达，如单核细胞、巨噬细胞、平滑肌和内皮细胞，并在过敏性哮喘和炎性肺病心肌梗死和肥胖中参与炎症反应。
[Ca2+]ex的短期增加发生在活化的或死亡细胞周围的间质液中。在慢性感染和透析相关腹膜炎的部位，[Ca2+]ex2的长期增加已被报道。[Ca2+/]ex的平衡与阴离子磷酸盐[Pi]密切相关，其临床相关性在终末期慢性肾病（CKD）中最明显。在这些患者中，高磷血症与过度死亡率、全身炎症和血管钙化相关，特别是在严重高磷血症的患者中，其定义为血清水平高于4.54 mM16。
冠状动脉钙化表明[Ca2+]ex和[Pi]稳态紊乱，发生在CKD中，也发生在冠状动脉疾病和其他血管变性疾病中。由于[Ca2+]ex和[Pi]超载导致的异位矿化无法预防，在局部炎症和细胞坏死的组织中很常见，并且在自身免疫性疾病类风湿性关节炎（RA）中也发生在主动脉、颈动脉和冠状动脉中，β阻断对先前心肌梗死患者的益处。
在RA中，CaSR表达的增加与严重的冠状动脉钙化相关，但该受体在关节炎中的作用尚未研究。在这种疾病中，侵袭性血管膜与侵蚀性病变部位的骨基质形成骨免疫界面。在破骨细胞下方的侵蚀部位，极高的[Ca2+]ex值为40 间接证据表明，除Ca2+、Pi和Ca2+结合结晶抑制剂胎蛋白-A外，破骨细胞骨吸收过程中也会从细胞外基质中释放出来。已知胎蛋白A在骨矿化过程中以胶体形式稳定磷酸钙晶体前体，是骨中最丰富的非胶原蛋白之一。
本研究探讨了[Ca2+]ex诱导RA中IL-1β释放的机制，以及[Pi]ex在[Ca2+]ex介导的炎症小体激活中的作用。我们发现，在[Pi]ex和胎球蛋白-A增加的情况下，[Ca2+]ex增加会导致胎球蛋白A基钙蛋白颗粒（CPPs）的形成，并同时诱导CaSR信号传导，从而触发CPP摄取和随后的NLRP3炎性小体活化。这种CaSR介导的过程和由此产生的IL-1β。体内CaSR信号的变构增强导致关节炎的加重，这强调了受体在该疾病中的关键作用。
为了探索CaSR触发的导致髓系细胞中NLRP3依赖性IL-1β产生的细胞内事件，使用CRISPR-Cas9技术（CRISPR–Cas9 CaSR）建立了CaSR缺陷的单核细胞THP-1细胞系。发现在CaSR缺陷的THP-1细胞中，[Ca2+]ex诱导的IL-1β反应显著降低，而其对三磷酸腺苷（ATP）或尿酸单钠（MSU）晶体的反应未受影响。这种CaSR效应通过用骨髓特异性CaSR消融小鼠的外周血单核细胞（B6.129P2-Lyz2tm1（cre）Ifo7jxCaSR∆弗洛克斯/∆flox），在5.6μ mM[Pi]ex，而其ATP反应未改变。[Ca2+]ex诱导的IL-1β应答依赖于THP-1细胞和外周血单核细胞中的NLRP3炎症小体，如NLRP3敲除THP-1的细胞系和用NLRP3特异性抑制剂MCC950处理的外周血单个核细胞的实验所证明的。
从75名RA患者分离单核细胞以进行各种实验。从22名RA患者（14名女性和8名男性，平均年龄55岁，TNF抑制剂（n = 5） ，常规合成DMARDS（n = 17） ）和13例其他非破坏性关节炎患者（5×反应性关节炎、6×骨关节炎、2×强直性脊柱炎）。滑膜活检标本取自莱比锡大学骨科、创伤和整形外科部接受滑膜切除术的6名RA患者（3名女性和3名男性，平均年龄51岁，常规合成DMARDS（n = 6)). 该研究由莱比锡大学医学院伦理审查委员会批准（093-2008，281-13-07102013），并获得所有献血者的书面知情同意。39名接受DMARD治疗的患者接受了以下药物治疗：甲氨蝶呤（n = 22）、TNF抑制剂（n = 13： n个 = 7恩布尔，n = 4阿达木单抗，n = 2 Certolizumab聚乙二醇）、利妥昔单抗（n = 3） 或在一名患者中使用JAK抑制剂baricitinib。