研究背景:中性粒细胞是天然免疫系统的重要组成部分,其缺陷是临床上许多感染性疾病产生和恶化的原因。目前人们认识到它不仅作为效应细胞抗击病原菌入侵,而且具有重要免疫调节作用。因此研究中性粒细胞分化和功能极化的调控有重要临床指导意义。Smad3是TGF-β信号通路下游重要激活型转录因子,参与许多免疫调节过程。基于我们前期对Smad3敲除小鼠的研究发现,Smad3能够调节髓系细胞向髓系抑制性细胞分化,Smad3缺陷小鼠抗感染能力显著降低,提示我们Smad3在调控中性粒细胞发育与功能中发挥作用。目的:系统研究Smad3在中性粒细胞分化、功能极化中的作用及其生理/病理意义。解析Smad3调控中性粒细胞的分子网络。该课题不仅对中性粒细胞功能极化研究提供新的线索,并且将为临床开发相关药物提供重要理论基础。方法:首先应用多种感染动物模型在整体水平上确认Smad3基因敲除小鼠抗感染能力显著下降。通过检测中性粒细胞表型以及抗菌能力确认Smad3敲除后中性粒细胞分化以及功能极化方面的缺陷。利用分子生物学方法了解Smad3在分子水平的调控机制。结果:我们观察到Smad3-/-小鼠易发眼眶以及颌下脓肿,脓肿局部浸润的中性粒细胞显著升高。通过体外实验发现Smad3-/-中性粒细胞体外吞噬标记RFP荧光的E.coli的能力没有显著缺陷,然而其杀伤细菌能力有显著缺陷,包括体外生成NET明显减少,氧爆发能力即ROS的产生明显降低。其次Smad3-/-中性粒细胞产生趋化因子CX3CL1显著缺陷,提示其趋化单核./巨噬细胞的能力显著下降。通过对骨髓中性粒细胞的分型发现Smad3-/-中性粒细胞成熟程度显著降低,MPO表达减少。在骨髓完全嵌合体以及混合骨髓嵌合体中我们观察到了类似的变化,说明Smad3内源性调控中性粒细胞的发育分化以及功能极化。通过检测调控中性粒细胞发育相关的转录因子发现Smad3通过调控CEBP/ε来调控中性粒细胞的成熟和功能极化。结论:Smad3内源性促进中性粒细胞的成熟以及分化。其作用机理可能是通过调控CEBP/ε来实现的。