调节性T细胞中FOXP3复合物解析及去泛素化酶USP22调控IL2转录机理研究

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Treg细胞能够维持机体的免疫耐受,抑制过度的和有害的免疫反应,对于维持免疫系统的稳态非常重要。FOXP3是Treg细胞重要的转录因子,对于Treg细胞的发育,分化和抑制功能是必须的。FOXP3基因的突变会导致小鼠的scurfy表型和人的X染色体连锁的先天免疫缺陷综合征(IPEX)。尽管如此,越来越多的研究显示只有FOXP3蛋白自身并不足以维持Treg细胞的谱系发生以及其稳定的抑制活性。在Treg细胞中,FOXP3蛋白能够和若干转录共调节蛋白(例如转录因子,共抑制因子,共激活因子,组蛋白以及染色质重建因子)形成蛋白复合体以动态调控基因特异性转录。虽然已经发现了部分的FOXP3的结合蛋白,但是对于FOXP3如何通过招募其他的调节蛋白调控Treg的抑制活性以及在不同的生理和病理条件下FOXP3转录复合物的动态变化等还不是很清楚,所以我们希望通过解析FOXP3的新的结合蛋白探索不同条件下Treg的调控机制。  首先我们在CD4+Jurkat T细胞中稳定表达了含有串联亲和标签的FOXP3蛋白,然后通过串联亲和层析的方法纯化得到FOXP3在T细胞中的转录复合物。液相质谱分析发现DBC1是FOXP3新的结合蛋白。接下来,我们通过免疫共沉淀,免疫荧光和体外MBP pull down的方法确认了FOXP3和DBC1的直接相互作用以及在Treg细胞中的共定位。进一步我们分别构建了一系列FOXP3和DBC1的截短突变,免疫共沉淀实验发现FOXP3蛋白的亮氨酸拉链(LeuZip)和Forkhead之间的连接区和DBC1蛋白的N端能够相互作用。然后,我们发现在炎症因子TNF-α的刺激下,稳定表达HA-FOXP3的Jurkat细胞中,FOXP3蛋白会逐渐减少,而在缺失DBC1的Jurkat(HA-FOXP3)稳转细胞株中,FOXP3蛋白更稳定。为了探索FOXP3在Jurkat(HA-FOXP3)细胞中在炎症条件下导致导致FOXP3蛋白降解的相关机制,我们在TNF-α刺激条件下,用不同的抑制剂抑制相应的信号通路,我们发现DBC1介导的FOXP3蛋白的降解并不是通过蛋白酶体介导的,而是通过Caspase8-P38这条炎症信号通路。  为了证明DBC1在体内的作用,我们研究了Dbc1-/-Treg细胞中Foxp3的稳定性和Treg抑制功能。在TNF-α刺激条件下,Dbc1+/+ Treg细胞中Foxp3蛋白会迅速减少,而在Dbc1-/-Treg细胞中Foxp3蛋白更加稳定。同样,在TNF-α刺激条件下Dbc1-/-Treg细胞的抑制活性也强于Dbc1+/+ Treg细胞。我们在小鼠Treg细胞中验证了Caspase8和P38的抑制剂能够部分回复炎症因子TNF-α导致的Foxp3蛋白的减少和Treg抑制活性的丧失。  接下来,我们在小鼠中检测了Dbc1在炎症发生过程中对Treg功能的影响。在小鼠的实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型中,我们发现Dbc1-/-小鼠的EAE发病明显推迟并且EAE症状明显减轻。另外,我们还发现Dbc1-/-小鼠中CD4+T细胞表达的IL17少于Dbc1+/+小鼠的CD4+T细胞,并且Dbc1-/-小鼠的脊柱切片的H&E染色显示较轻的炎症细胞浸润。为了证明Dbc1的敲除确实是影响Treg细胞的功能,我们通过过继转移实验诱导小鼠的肠炎。与EAE模型的结果一致,我们发现转移了Dbc1+/+Treg能够抑制小鼠的肠炎,而转移了Dbc1-/Treg细胞的抑制效果更好;同样,Dbc1+/+ Treg能够抑制肠炎模型中CD4+T的IL17的表达,而在转移了Dbc1-/-Treg的小鼠中几乎检测不到IL17,说明Dbc1-/-Treg对于小鼠的肠炎的发生有更好的抑制作用。  综上所述,DBC1是Treg细胞中FOXP3转录复合物中的一个新的组成成分,能够和FOXP3特异性直接相互作用。在体内和体外,DBC1能够负向调控炎症条件下FOXP3蛋白的稳定性和Treg细胞的抑制活性,并且Dbc1-/-小鼠的EAE症状和肠炎症状都比野生型小鼠更轻。我们期望DBC1能够作为调控Treg功能的新的靶标用于治疗自身免疫病。
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