医学生物技术研究所张学光教授课题组和唐仲英血液学研究中心何苏丹博士课题组相继在《美国科学院院刊》(Proc Natl Acad Sci U S A,PNAS)发表论文

发布者:系统管理员发布时间:2011-12-27浏览次数:2636


近日,苏州大学医学生物技术研究所、省部共建江苏省干细胞重点实验室与江苏省临床免疫研究所张学光教授课题组和苏州大学唐仲英血液学研究中心何苏丹博士课题组相继在《美国科学院院刊》(PNAS)发表论文。

张学光教授课题组发表的“CD83-stimulated monocytes suppress T-cell immune responses through production of prostaglandin E2揭示了CD83分子发挥负向免疫调控作用的机制。文章的第一作者为陈礼文博士,2007年考入我校攻读免疫学专业博士研究生,师从张学光教授,20116月毕业。医学部基础医学与生物科学学院朱一蓓副教授及苏州大学第一附属医院临床免疫研究所张光波博士参与了课题研究工作。此项研究得到科技部973项目,教育部“长江学者和创新团队发展计划”,国家自然科学基金和江苏省高校优势学科建设工程(PAPD的资助,研究工作完全在苏州大学完成。

CD83分子主要表达于抗原递呈细胞及活化的淋巴细胞,是树突状细胞(DC)成熟的标志分子之一。胸腺基质细胞(TSC)表面的CD83对双阳性胸腺细胞向CD4单阳性细胞的发育过程具有关键的调控作用,CD83-/-小鼠外周CD4+ T细胞数量大幅减少75%~90%,而CD8+ T细胞基本不受影响。在外周免疫系统,可溶性CD83抑制混合淋巴细胞反应(MLR),体内应用则可减轻实验性自身免疫性脑脊髓膜炎(EAE)小鼠麻痹症状,并在皮肤、心脏及肾脏移植实验中具有显著的抑制移植排斥反应作用,但CD83发挥抑制效应的机制并未被阐明。

在这项研究中,课题组首先制备重组CD83蛋白,并观察到CD83对外周血单个核细胞(PBMC)中的T细胞增殖和对IL-2IFN-g分泌显著的抑制作用,但对纯化的T细胞则无调节作用,重组蛋白结合实验表明,CD83未知受体表达于单核细胞而非T细胞,并且CD83刺激单核细胞上清,对T细胞增殖和IL-2IFN-g分泌具有同样的抑制效应。进而对重组蛋白激发的单核细胞上清分析表明,前列腺素E2PGE2)可被CD83特异性上调表达;Western blotting分析表明,特异性催化PGE2合成的环氧合酶2COX-2)亦被CD83上调表达,并与PGE2产生呈基本一致的时间动力学特点。后续的转录因子活性谱芯片(OATFA)检测及转录因子活性ELISA表明,CD83作用的单核细胞NF-kB活性特异性升高,选择性NF-kB抑制剂PDTC显著下调CD83诱导的PGE2表达水平COX-2选择性抑制剂NS-398几乎完全逆转CD83介导的对T细胞的抑制功能。

这项研究揭示了CD83分子对T细胞效应功能的免疫调控机制,为进一步理解CD83分子功能提供了新的证据,也从一个全新的角度证明了CD83信号在外周免疫应答中的调节功能。更为重要的是,鉴于可溶性CD83在自身免疫性疾病以及移植排斥反应中的抑制效应,本项目为将CD83作为这些疾病治疗潜在靶点的研究奠定了坚实的基础。

何苏丹博士课题组发表的Macrophages through a Receptor-Interacting Kinase-3 Mediated Pathway”,揭示了蛋白激酶RIP3调控Toll样受体3/4TLR3/TLR4)诱导的巨噬细胞坏死机制。何苏丹博士为此文章的第一作者和共同通讯作者。此项研究得到科技部863项目,江苏省高校优势学科建设工程(PAPD),国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。

何苏丹博士等人之前的研究已经发现蛋白激酶RIP3是调控肿瘤坏死因子TNF-诱导性细胞坏死的关键蛋白,并建立了RIP3基因敲除小鼠用于RIP3-依赖性细胞坏死的生理学意义。Toll样受体(Toll ­like receptorsTLRs)是一类最为广泛研究的病原模式识别受体(pattern-recognition receptors,PRR),在机体对病原体的天然免疫应答中起着非常重要的作用。 每个Toll样受体识别特异的病原体,例如,TLR4能识别G菌胞外膜的主要成分LPS,而TLR3特异地识别病毒ds­RNA以及人工合成的ds­RNApoly(I:C))。当TLR3TLR4识别相应的病原体时,机体会启动相应的免疫防御应答,如激活NF­-кB信号途径IRF3-依赖性的干扰素IFN­β免疫应答

在这项研究中,课题组发现在凋亡受到抑制的情况下,TLR3TLR4活化可以诱导巨噬细胞的坏死,此细胞坏死途径并不依赖于TNF信号途径跟野生型巨噬细胞相比,来源于RIP3基因敲除型小鼠的原代巨噬细胞表现出对TLR3/TLR4诱导的细胞坏死的完全抗性,表明RIP3对于TLR3/TLR4诱导的巨噬细胞坏死是必需的。进一步的研究发现,TRIF(TICAM-1)蛋白的突变会显著阻断TLR3/TLR4介导的巨噬细胞坏死,但NF­-кB信号的抑制或者IRF3蛋白的缺陷都不会影响此信号途径。在TLR3或者TLR4被激活时,TRIF会与RIP3通过RHIM区域相互作用形成蛋白复合体,促进ROS的聚集,最终导致巨噬细胞的坏死。最后,课题组又进一步利用RIP3基因缺陷型小鼠和TRIF突变体小鼠在体内证明了RIP3/TRIF 调控的巨噬细胞坏死途径。动物实验表明,RIP3或者TRIF蛋白功能的缺失能显著地抑制体内TLR4介导的巨噬细胞的死亡和炎症因子的产生。

此研究重点揭示了TLR3/TLR4可诱导独立于TNFRIP3/TRIF依赖性巨噬细胞坏死途径,此通路独立于已知的NF­-кB信号途径IRF3-依赖性的干扰素IFN­β免疫应答。动物实验也表明此信号途径也存在于动物体内,本研究阐明了RIP3-依赖性细胞坏死参与巨噬细胞清除病原体的感染,也为相关疾病的治疗提供了新的科学依据。

upload/PNAS-2011-Chen-18778-83.pdf

upload/PNAS-2011-He-20054-9.pdf

(科研办公室)