루푸스 환자의 면역글로불린 λ경쇄 레파토리 분석

Abstract

루푸스는 B 세포의 활동 과다와 핵산에 존재하는 항원에 대한 다양한 자가 항체의 생성을 특징으로 하는 전신성 자가면역질환이다. 자가항체를 생성하는 기전은 잘 알려져 있지 않지만 V(D)J 유전자 재조합, 세포 사멸, 체세포 돌연변이, 수용체 편집이 자가 면역성 획득에 영향을 미칠 수 있다. 여러 연구에서 면역 글로불린 경쇄가 자가 항체에 대한 자가 반응성 B 세포의 조절에 중요한 결정 인자로 작용한다고 보고하고 있다. 본 연구의 목적은 루푸스 환자에서 자가면역성 형성에 있어서 면역글로불린 λ 경쇄의 역할에 대해 살펴보고자 면역 억제제의 치료 경력이 없는 활동성인 루푸스 환자 3명과 정상인 2명의 말초 혈액 단일 B 림프구로부터 얻은 genomic DNA로부터 λ 경쇄의 면역글로불린 레파토리를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 루푸스 환자군에서는 158개의 생산적 재배합과 50개의 비생산적 재배합을 얻었고 정상군은 146개 생산적 재배합과 55개의 비생산적 재배합을 분석하였다. 2. 비생산적 재배합의 레파토리에서는 Vλ9계가 루푸스군에서 정상군보다 빈번히 사용되었고(p=0.016), 생산적 재배합의 레파토리에서는 Vλ1계가 루푸스군에서 정상군보다 빈번히 사용되었다(p=0.033). 3. 비생산적 재배합 레파토리에서 Vλ 유전자 9A는 정상군에 비해 루푸스 환자군에서 유의하게 많이 사용되었고(p=0.016) 생산적 재배합 레파토리에서는 3L과 1E 유전자가 정상군에 비해 루푸스 환자군에서 더 많이 사용되었다(p=0.001, p=0.043). 9A 유전자는 루푸스 환자군에서 음성 선택되었고(p=0.000), 반면에 4C 유전자는 정상군에서 음성 선택되었다(p=0.004). 4. 루푸스 환자의 생산적 Vλ 레파토리의 9.4%에서 동일한 제 3 상보성 결정 부위를 보이는 클론이 관찰되었다. 1명의 루푸스 환자의 1G-Jλ2/3VλJλ 재배열에서 7개의 동일한 염기 서열을 발견하였고 다른 환자에서도 같은 염기서열 3개를 발견하였다. 특이할 만한 사항은 루푸스 클론의 40%에서 접합부위에서 H-joining을 사용하고 있었다. 이상의 결과로, 루푸스 환자의 λ 경쇄 레파토리는 특정 Vλ 유전자의 선택과 B 림프구의 과활동성으로 인한 클론성 팽창을 특징으로 하며 이런 면역글로불린 λ 경쇄 레파토리의 이상이 루푸스 환자의 자가면역성 획득에 기여함을 추정해 볼 수 있다. ; Immunoglobulin(Ig) light chain repertoire has been implicated as a critical determinant in regulation of autoreactive B cells and production of pathogenic anti-DNA antibodies in systemic lupus erythematosus(SLE). Impact of Ig λ chain repertoire on development of autoimmunity in patients with SLE was analyzed. We obtained genomic DNA from individual peripheral CD19+ B cells of 3 untreated active SLE patients, and amplified Vλ rearrangements from each single cell by polymerase chain reaction. A total number of 208 VλJλ rearrangements were analyzed. Analyzed sequences included 158 productive rearrangements and 50 nonproductive rearrangements. The differences in Vλ gene usage in the productive and nonproductive repertoire of SLE patients were found compared to the non-autoimmune individuals. Vλ gene, 9A was significantly overrepresented in nonproducative repertoire of SLE patients(p=0.016). In the productive repertoire, Vλ genes, 3L and 1E were found more often in the SLE patients(p=0.001, p=0.043). When the productive and the nonproductive repertoires were compared, 9A was found significantly less in the productive repertoire in the SLE patients(p=0.000). There were no significant differences in the Jλ gene usage between SLE patients and non-autoimmune individuals, but Jλ2/3 gene was the most frequently used in SLE, whereas Jλ7 gene was the most frequently used in the normal subjects. In the productive SLE Vλ repertoire, 9.4% of the total sequences employed identical CDR3. It was particularly striking to find 7 identical versions of the 1G-Jλ2/3 VλJλ rearrangements from one patient and 3 of the same sequence from another patient. Notably, identical Vλ junctions in the SLE patients utilized significantly more homologous joining compared to Vλ junctions of the normal adults(p=0.044). These data demonstrate regulation of λ light chain expression in the SLE patients by selection of unique Vλ genes. Also, biased selection and clonal expansion of particular Vλ rearrangements are apparent in the SLE λ repertoire. These results suggest that Ig λ repertoire influences development of autoimmunity in SLE.