胆固醇主动流出机制对CD4+ T细胞功能的影响及其机制研究

CD4+ T lymphocytes play crucial roles in the adaptive immunity. Recent studies indicated that the cholesterol accumulation in T cells is a novel mechanism leading to the overactivation of the immune system. ABCA1 and ABCG1 are important active cholesterol transporters, accounting for >95% excessive cholesterol efflux out of macrophages. However, the relative role and putative synergistic interaction of ABCA1 and ABCG1 in the cholesterol homeostasis and function of CD4+ T cells remain unknown. In the current study, we will generate T cell-specific ABCA1/ABCG1 single/double knockout mice, and compare the cholesterol homeostasis, activation, proliferation and differentiation of CD4+ T cells among these animals. We will identify key signal pathways and molecules involved in ABCA1 and ABCG1-mediated regulation of cholesterol homeostasis and function of CD4+ T cells. Finally, we will investigate the effect of impaired cholesterol efflux from CD4+ T cells, due to the specific deficiency of ABCA1 and/or ABCG1, on the onset and development of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Our study will uncover the importance of active cholesterol efflux mechanisms for the regulation of CD4+ T cell-mediated immune responses , and thereby might provide new therapeutic strategies and targets for relevant inflammatory diseases.

CD4+ T淋巴细胞是获得性免疫应答的重要组成部分。 最新的研究发现CD4+ T细胞上胆固醇的积聚可能是诱发过度免疫应答的一个重要新机制。介导胆固醇主动流出的重要分子有ABCA1 和ABCG1，两者可协同地介导巨噬细胞内〉95%的过剩胆固醇外流，然而胆固醇主动流出机制在CD4+ T细胞的胆固醇稳态及功能中的作用尚不完全清楚。本研究拟构建T 细胞特异性的ABCA1和ABCG1的单/双基因条件性敲除小鼠，比较这些小鼠间及其与野生型小鼠之间在CD4+ T细胞的胆固醇稳态，细胞活化、增殖和分化等的差异，揭示调控CD4+ T细胞胆固醇稳态的重要分子及其影响细胞功能的分子机制，并进一步在EAE模型中验证这些分子对CD4+ T细胞的调控作用。本研究有助于阐明胆固醇流出机制在调控CD4+ T细胞免疫应答中的作用及分子机制，可为相关的免疫性疾病的治疗提供新的思路和策略。

胆固醇的主动转运子ABCA1和ABCG1对细胞胆固醇稳态的维持十分重要。我们前期研究发现T淋巴细胞表达胆固醇转运子ABCA1和ABCG1，且在不同T细胞亚群上的分布不尽相同。这提示ABCA1和ABCG1介导的胆固醇稳态可能调节着T淋巴细胞的功能，并影响着免疫性疾病的发生与发展。在国家自然科学基金委的支持下，课题组对胆固醇转运子ABCA1调节T淋巴细胞胆固醇稳态及功能的作用进行了细致深入的研究。我们首先利用cre-loxp系统构建了T细胞特异性的ABCA1基因敲除小鼠，并成功验证了ABCA1基因敲除的细胞特异性。胆固醇流出实验也证明ABCA1将胆固醇转运至载脂蛋白apoAI是T细胞胆固醇流出的重要通路。ABCA1通路的缺失可致细胞膜上轻微的胆固醇堆积，表现为T细胞表面脂筏（富含胆固醇的功能区）的略增。小鼠的表型研究还发现T淋巴细胞上ABCA1的特异性缺失并不影响胸腺内细胞的发育，但却可抑制外周淋巴组织中CD4+ T淋巴细胞的活化与增殖，这直接导致了外周淋巴器官中CD4+ T淋巴细胞的减少及naive（初始）细胞的比例升高。随后，我们在实验性变态反应性脑脊髓炎动物模型（EAE）和动脉粥样硬化模型中，进一步观察T淋巴细胞上ABCA1缺失对T细胞功能及疾病发展的影响。我们发现ABCA1的缺失可抑制体内CD4+ T淋巴细胞的增殖与活化，从而降低了EAE发病的严重程度及减少了动脉粥样硬化病灶的形成。此外，我们还探讨了可调控T淋巴细胞迁移浸润的血管粘附蛋白VAP-1在动脉粥样硬化发展中的作用，发现了VAP-1调控血管平滑肌细胞的新功能。总之，本研究不仅阐明了ABCA1介导的胆固醇流出通路在调控CD4+ T细胞免疫应答中的作用，还为自身免疫性疾病及动脉粥样硬化的治疗开辟了新的思路。本课题执行期间发表SCI论文3篇，均标注本项目自然科学基金资助。