PP结中Tfh细胞在调节IgA产生及肠道微生物中作用机制的研究

Unlike the systemic immune system, the gut immune system does not eliminate microorganisms but instead nourishes rich bacterial communities. This phenomenon is dependent on the high level of IgA in the gut. Some study indicated that follicular T helper (Tfh) cells from Peyer’s patchs (PPs) are responsible for this phenomenon. However, there’s no direct evidence to prove it. In this study, we will first test whether germinal centers in PPs, activation-induced cytidine deaminase (AID) in B cells, IgA and gut microbiota changes in Bcl6(fl/fl)/CD4-Cre mice (Tfh cell deficient model), and whether this phenotypes can be rescued by adoptively transferred with Tfh cells isolated from PPs or lymph nodes (LNs) of Bcl6-RFP mice into Bcl6(fl/fl)/CD4-Cre mice. Then we will focus on the difference of Tfh cells from PPs and LNs. By performing in vitro and in vivo experiments, we will investigate the characteristics of PP-located Tfh cells and mechanisms that are responsible for the IgA production and gut microbiota maintenance.

肠道免疫与机体内部其它的免疫系统不同，它的主要特征之一是需要富集一定种类及数量的微生物，这与肠道本身高水平的IgA有关。目前许多研究均推测肠道PP结中滤泡辅助性T细胞(Tfh细胞)可以对IgA水平及肠道微生物的维持发挥重要的作用，但是目前没有直接的证据证明这个观点。本研究将利用Bcl6(fl/fl)/CD4cre小鼠研究Tfh细胞缺陷时PP结的生发中心、B细胞表达AID水平、PP结及肠道IgA水平，以及肠道微生物种类和数量的变化，然后再对4周龄Bcl6(fl/fl)/CD4cre小鼠分别补充来源于Bcl6-RFP小鼠的PP结或淋巴结的Tfh细胞重新观察以上指标，确定PP结中Tfh细胞在调节IgA及肠道微生物中的作用。同时通过检测PP结与淋巴结中Tfh细胞转录谱的差异，以及进一步的体外及体内实验验证来确定PP结中Tfh细胞的何种特性或机制会对肠道IgA的产生及肠道微生物的维持负责。

本研究利用Bcl6(fl/fl)/CD4cre小鼠研究Tfh细胞缺陷时肠道的免疫稳态，肠道对病原菌防御的变化，以及在稳定状态中肠道共生菌种类和数量的变化。另外我们进行了第二部分的延伸实验，研究了Tfh细胞的转录因子Bcl-6在T细胞诱导肠炎中的作用。.第一部分：Tfh细胞在抵抗肠道病原菌感染过程中的作用。我们对Bcl6(fl/fl)/CD4cre及WT小鼠进行病原菌Citrobacter Rodentium（C.R）感染，我们发现Tfh细胞缺陷的小鼠在感染的后期（12天以后）对C.R感染的防御有明显的缺陷，与WT小鼠比有显著的差异。在C.R感染后，KO组小鼠在后期表现出体重下降，腹泻、血便、病原菌大量侵入机体内，小鼠出现死亡，这与WT小鼠有显著的差异，这些提示KO组小鼠发生了更严重的肠炎。我们同时发现KO组小鼠的这种缺陷与其机体内IgG1的缺失有很明显关系，同时这种抵抗病原菌的缺陷可以被来源于感染后的WT小鼠的血清挽救。所以，我们以上的研究提示，Tfh细胞依赖的体液免疫-IgG1在抵抗肠道病原菌感染过程中扮演着关键的作用。.关于获得免疫系统在控制肠腔内的共生菌的部分，我们得到了大部分的结果， 我们在Tfh细胞敲除小鼠与Tfr细胞敲除小鼠中分别观察到PP结及固有层中的抗体，B细胞及肠道共生菌均发生了相应的改变，这些结果表明Tfh细胞对肠道内共生菌的调控有重要的作用。.第二部分：我们验证了Tfh细胞转录因子Bcl-6在T细胞诱导肠炎过程中的作用。我们使用Bcl6缺陷的和正常的 CD4 T细胞分别静脉注射于RAG1-/-小鼠中，去诱导肠炎。我们发现在3-4周后，WT组T细胞注射的小鼠发生了严重的肠炎，而注射Bcl6缺陷的T细胞并不能导致明显的肠炎。我们接下来的结果表明Bcl6缺陷的T细胞在注射到RAG1-/-鼠后在诱导炎症过程中增殖有明显缺陷，这些提示T细胞的Bcl6的表达在T细胞诱导肠炎过程中发挥着重要的作用。