ZBTB24基因在获得性免疫应答中的作用及其机制研究

ZBTB24 belongs to a family of Zinc finger and BTB domain containing proteins. Recently, we discovered that many patients with ICF (Immunodeficiency, Centromeric instability, and Facial anomalies) syndrome harbour loss-of-function mutations in ZBTB24. ICF patients suffer from recurrent and eventually fatal respiratory and gastrointestinal infections due to primary immune deficiencies manifested by the absence or greatly reduced serum immunoglobulin levels. Although the amount of circulating T & B cells is normal in most ICF patients, their T cells display a greatly reduced proliferative ability upon in vitro stimulation. These data indicate that ZBTB24 is important for both the humoral and cellular immunity. .In this study, We will confirm the in vivo effect of ZNTB24 deficiency on antibody production (by a targeting delivery of shRNA against ZBTB24 to T or B-cell compartment) in mice. We will perform loss-of-function and gain-of-function experiments to address the molecular function of ZBTB24 in B/T-cell differentiation, function and interaction. We will define ZBTB24 target genes by microarray and chromatin immunoprecipitation (ChIP) analyses. We will identify ZBTB24 interacting proteins and map its functional domains by IP-mass spectrometry (IP-MS) and co-IP analyses. Finally we will analyze the expression of ZBTB24 and its target genes in primary T/B cells in patients with autoimmune disorders, such as rheumatoid arthritis (RA), to explore its potential role in the pathophysiology of autoimmunity.

ZBTB24属于一个大的含有锌指和BTB域的蛋白家族。我们最近的研究发现一部分先天性免疫缺陷综合症(ICF)患者有ZBTB24基因突变。此类患者血液中T和B细胞计数正常，但血清免疫球蛋白水平极低，其T细胞体外增殖能力也大大减弱。这表明ZBTB24在细胞和体液免疫中都有着关键作用。已知某些锌指和BTB蛋白家族的成员蛋白（如ZBTB27) 可作为转录因子而影响B/T细胞发育和功能。前期研究显示ICF病人体内没有记忆性B细胞(Bm)和淋巴结生发中心(GC)，但其B细胞经体外刺激后可释放正常水平的IgM/G。由于Bm和抗体的产生主要依赖于GC中B和滤泡辅助性T（Tfh）细胞，本课题将探讨ZBTB24在GC B和Th细胞的分化、存活和功能中的作用及分子机制，包括功能域解析、靶基因确认、相互作用蛋白鉴别等。此外还检测类风湿关节炎患者中ZBTB24的表达水平以探讨其在自身免疫性疾病病理过程中的可能作用。

ZBTB24是一部分常染色体隐性遗传性免疫缺陷、着丝粒不稳定和面部异常综合症ICF患者的致病基因。基因突变导致在这些ICF患者中ZBTB24蛋白表达的缺失，所导致的临床表现主要是反复的呼吸道和消化道感染，与之相对应的免疫学特征是血清中没有或仅有极低水平的免疫球蛋白。然而，外周血中T/B细胞的数量在绝大多数ICF患者中是正常的。这些数据提示，ZBTB24对淋巴细胞的发育无决定性影响，但在体内抗体的产生过程中不可或缺。在国家自然科学基金委的支持下，我们对ZBTB24在淋巴细胞内的表达情况及功能进行了研究。. 本研究的主要目的是检测ZBTB24在淋巴细胞中的表达情况并探讨其所参与调节的免疫学过程。我们首先利用流式分选结合定量PCR的方法系统的检测了ZBTB24在T和B细胞中的表达情况，然后我们利用慢病毒系统来调控了ZBTB24在B细胞株中的表达水平，以观察其对细胞功能的影响；我们还利用RNA-seq等检测了ZBTB24作为转录因子在B细胞中的靶基因；最后我们还构建了ZBTB24的条件性敲除小鼠。重要研究结果如下：1）ZBTB24在B细胞中的表达水平要高于CD4+ Th细胞; 2) 在小鼠系统中，ZBTB24选择性的高表达在生发中性B 细胞上，而在外周其它各B细胞亚群及骨髓B细胞各发育阶段中无显著差异；3）在体外诱导分化的Th1,Th2, Th17和Tfh细胞中，ZBTB24的表达水平无显著差异，启示其在此过程中无大的作用；4）下调ZBTB24显著抑制了人B淋巴细胞株Raji细胞的增殖，这主要是通过抑制细胞周期而实现的（G1期到S期的转换），此效果可能是通过上调IRF-4 and Blimp-1的表达而实现的，但却与BCL-6无关，因ZBTB24不影响BCL-6的表达水平和功能；5）RNA-seq结果还提示ZBTB24调控了BCR的组分之一CD79a的表达水平。由于CD79a的基因突变也可导致外周循环系统中抗体水平的缺失，这些结果提示，ZBTB24可通过调控BCR信号通路及B细胞在生发中心内的增殖过程而参与了抗体免疫应答的过程。. 这些结果不仅能增强我们对B细胞生物学功能及抗体免疫应答过程中分子调控机制的了解，而且在感染、肿瘤和自身免疫性疾病的预防及治疗方面也具有潜在的应用价值。