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目的血影蛋白(Spectrin),最早发现存在于红细胞中,是由α亚基和β亚基组成的一种延伸灵活的细胞骨架蛋白,主要参与维持红细胞的力学稳定性和弹性以及细胞基本形态结构。随着对于血影蛋白的深入研究,除上述等作用外,它还参与细胞信号转导、细胞黏附、细胞极性和增殖等过程。Spectrin四聚体通过β-spectrin与肌动蛋白微丝结合,形成一个扩展的网络。越来越多的研究表明肌动蛋白骨架在T细胞免疫中发挥重要作用,如参与T细胞受体(T cell receptor,TCR)聚合、免疫突触的形成。作为在结构上与肌动蛋白紧密联系的重要细胞骨架蛋白之一,我们猜想spectrin是否也在T细胞活化过程中发挥作用?若发挥作用,其机制如何?本论文通过构建T细胞特异性敲除βII-spectrin(SPTBN1)的小鼠,来探究SPTBN1在T细胞活化及功能中的作用与机制。方法1、构建T细胞中特异性敲除Sptbn1的小鼠:1)T细胞Sptbn1特异性敲除小鼠的获得;2)利用Western Blot检测Sptbn1敲除效率。2、利用免疫荧光和共聚焦成像技术探究SPTBN1和Actin的定位关系3、探究在稳态下,SPTBN1对小鼠免疫系统的影响:1)分离小鼠胸腺、脾脏来源的免疫细胞,使用流式细胞术检测各免疫细胞亚群的比例;2)利用流式细胞术检测胸腺、脾脏来源的免疫细胞分化指标及其他表面标志物表达情况。4、体外探究TCR激活状态下,SPTBN1对初始T细胞活化、增殖的影响:1)分离小鼠脾脏细胞,使用流式细胞术检测T细胞活化、增殖指标;2)利用磁珠分离纯化出小鼠脾脏CD8+T细胞,使用流式细胞术检测CD8+T细胞活化、增殖指标。5、体外探究TCR激活状态下,SPTBN1对效应T细胞再次接受刺激的影响:1)利用IL-2扩增活化后的小鼠脾脏CD8+T细胞,获得细胞毒性T淋巴细胞(Cytotoxic T lymphocyte,CTL),通过Western Blot检测TCR激活状态下各信号通路中磷酸化位点上蛋白的表达情况;2)流式细胞术检测CTL的效应功能,如各种细胞因子的分泌情况;3)利用免疫荧光和共聚焦成像技术探究TCR激活状态下T细胞极化情况。6、通过建立体内慢性病毒感染(LCMV Clone-13)小鼠模型探究SPTBN1对于CD8+T细胞抗病毒感染能力的影响:1)利用RT-PCR检测小鼠CD8+T细胞对脾脏、肝脏、肺等组织中病毒的清除能力;2)流式细胞术检测感染后的小鼠脾脏CD8+T细胞在稳态下抑制性受体的表达情况;3)流式细胞术检测CD8+T细胞接受刺激后效应细胞因子的分泌情况。7、通过免疫过继传输的方法在体内探究SPTBN1对T细胞分化、增殖的影响:1)将脾脏单细胞传输到免疫缺陷的Rag2-/-鼠体内,流式细胞术检测T细胞增殖情况;2)将骨髓细胞传输到免疫缺陷的Rag2-/-鼠体内,流式细胞术检测T细胞增殖、分化情况。8、通过构建SPTBN1敲除的Jurkat细胞系在体外探究SPTBN1对其增殖的影响:1)利用CRISPR/Cas9技术在Jurkat细胞系中敲除SPTBN1;2)流式细胞术检测Jurkat WT/KO细胞的增殖情况。结果(如无特殊说明,Sptbn1敲除小鼠均为T细胞中特异性敲除)1、SPTBN1分布在T细胞的细胞膜上,且和Actin有较强的共定位;2、SPTBN1不影响小鼠胸腺细胞稳态发育。无论是胸腺CD4/CD8亚群,还是TCRβ/CD69亚群,其组成和比例在Sptbn1敲除小鼠和对照组之间均无统计学差异;3、SPTBN1影响小鼠脾脏细胞的分化发育。虽然脾脏CD4/CD8亚群的比例在Sptbn1敲除小鼠和对照组之间无统计学差异,但在CD4+T细胞中,Sptbn1敲除小鼠的初始T细胞比例高于对照组,效应T细胞比例明显低于对照组,记忆T细胞比例和对照组之间无统计学差异;在CD8+T细胞中,Sptbn1敲除小鼠的初始T细胞比例、记忆T细胞比例和对照组之间无统计学差异,效应T细胞比例低于对照组;4、在脾脏CD4+T细胞中,Sptbn1敲除小鼠的CD5表达量明显低于对照组,CD45的表达量也低于对照组;在CD8+T细胞中,Sptbn1敲除小鼠的CD45表达量低于对照组;5、用anti-CD3、Beads(anti-CD3&CD28)、PMA+Ionomycin分别刺激脾脏单细胞6h,在三种条件下CD4+T细胞活化情况在Sptbn1敲除小鼠和对照组之间均无统计学差异;但在anti-CD3刺激的条件下,Sptbn1敲除小鼠中CD4+T细胞增殖较对照组快;6、用anti-CD3、Beads(anti-CD3&CD28)、PMA+Ionomycin分别刺激脾脏单细胞6h,在Beads刺激的条件下,Sptbn1敲除小鼠中CD8+T细胞活化较对照组减弱;在anti-CD3刺激的条件下,Sptbn1敲除小鼠中CD8+T细胞增殖较对照组快;7、用anti-CD3、Beads(anti-CD3&CD28)、PMA+Ionomycin分别刺激分离纯化所得脾脏CD8+T细胞6h,在Beads刺激的条件下,Sptbn1敲除小鼠中CD8+T细胞活化较对照组减弱;8、Sptbn1敲除小鼠的AKT磷酸化程度在TCR刺激后较对照组减弱,而p38磷酸化程度较对照组增强;9、敲除Sptbn1后,在体内小鼠T细胞增殖较对照组快;10、敲除SPTBN1后,Jurkat细胞增殖较对照组快。结论一、SPTBN1影响小鼠脾脏中初始T细胞、效应T细胞亚群组成。二、在体外,SPTBN1不影响脾脏CD4+T细胞活化;但在anti-CD3刺激下,敲除Sptbn1后CD4+T细胞增殖加快。三、在体外,在Beads(anti-CD3&CD28)刺激下,敲除Sptbn1后脾脏CD8+T细胞活化减弱;但在anti-CD3刺激下,敲除Sptbn1后CD8+T细胞增殖加快。四、SPTBN1影响CTL的TCR活化信号转导过程中的AKT和p38信号通路,敲除Sptbn1后AKT的磷酸化程度减弱,p38的磷酸化程度增强。五、SPTBN1影响T细胞在体内的增殖和分化,敲除Sptbn1后T细胞增殖加快。六、SPTBN1影响Jurkat细胞的增殖,敲除SPTBN1后Jurkat细胞增殖加快。