抗シトルリン化タンパク質抗体の交差反応性の構造的基礎

目的：抗シトルリン化タンパク質抗体（ACPA）は、関節リウマチ（RA）の臨床発症の何年も前に発達します。この研究は、RA患者からのACPAの特異性と交差反応性の分子基盤に対処するために実施されました。 方法：RA患者から分離された抗体は、マウスFCを使用したモノクローナルキメラ抗体として発現しました。これらの抗体は、質量分析を使用したグリコシル化について特徴付けられ、それらの交差反応性はバイオコアおよびルミネックス免疫測定法を使用して評価されました。3つの異なるシトルリン化ペプチドと複合体におけるモノクローナルACPA E4の抗原結合断片（FAB）の結晶構造をX線結晶構造を使用して決定しました。E4と相互作用した3つのシトルリン化ペプチドに対して反応性のある自己抗体の有病率は、2つのスウェーデンのコホートのRA患者のルミネックス免疫測定法によって調査されました。 結果：シトルリン化ペプチドと複合体のヒトRA血清からのモノクローナルACPAの結晶構造の分析により、シトルリンと隣接ペプチドの骨格を認識したが、側鎖との接触が限られている、シトルリンと隣接するペプチドを認識したいくつかの相補性決定領域の重要な残基が明らかになりました。ペプチド。同じシトルリン化ペプチドは、RA患者の2つの大規模コホートにおける血清自己抗体の高い力価によって認識されました。 結論：これらのデータは、ヒトRA血清に由来するACPAがシトルリンを認識する方法を初めて示しています。特定のシトルリン認識とバックボーンを介した相互作用は、RA特異的ACPAによるシトルリン化ペプチドの乱交認識の構造的説明を提供します。

OBJECTIVE: Anti-citrullinated protein antibodies (ACPAs) develop many years before the clinical onset of rheumatoid arthritis (RA). This study was undertaken to address the molecular basis of the specificity and cross-reactivity of ACPAs from patients with RA. METHODS: Antibodies isolated from RA patients were expressed as monoclonal chimeric antibodies with mouse Fc. These antibodies were characterized for glycosylation using mass spectrometry, and their cross-reactivity was assessed using Biacore and Luminex immunoassays. The crystal structures of the antigen-binding fragment (Fab) of the monoclonal ACPA E4 in complex with 3 different citrullinated peptides were determined using x-ray crystallography. The prevalence of autoantibodies reactive against 3 of the citrullinated peptides that also interacted with E4 was investigated by Luminex immunoassay in 2 Swedish cohorts of RA patients. RESULTS: Analysis of the crystal structures of a monoclonal ACPA from human RA serum in complex with citrullinated peptides revealed key residues of several complementarity-determining regions that recognized the citrulline as well as the neighboring peptide backbone, but with limited contact with the side chains of the peptides. The same citrullinated peptides were recognized by high titers of serum autoantibodies in 2 large cohorts of RA patients. CONCLUSION: These data show, for the first time, how ACPAs derived from human RA serum recognize citrulline. The specific citrulline recognition and backbone-mediated interactions provide a structural explanation for the promiscuous recognition of citrullinated peptides by RA-specific ACPAs.