Notch信号通路调控哮喘嗜碱性粒细胞诱导Th2细胞分化的功能及其机制研究

Th1/2 bias could produce excessive Th2 cytokines in vivo.Those cytokines could give rise to many asthmatic pathologic symptoms. Antigens induce initial IL-4 when they stimulated the organisms.These initial IL-4 could induce Na?ve Th0 differentiate into Th2 effectively via positive feedback.Basophil(BA) is the principal source of initial IL-4.But it is still unclear of the regulating mechanisms of this process. Foreign documents and our researchs showed that Notch signaling involved Th1/2 differentation and IL-4 production in many types of antigen presentation cells. Based on the researchs mentioned above , combined with our previous bioinformatics analyses, we proposed that Notch signaling pathway suppress excessive Th2 differention by inhibition initial IL-4 in BA. This project was designed to elucidate the expressions of Notch receptors ,ligands and downstream moleculars in BA, demonstrate Notch signaling pathway was involved in BA's differentiation and functions, clarify the molecular mechanisms of BA inducing Th2 differentiation. This research could enrich the theory of BA inducing of TH1/2 imbalance.

Th1/2免疫失衡导致Th2细胞因子过度产生，可引起哮喘多种病理改变。抗原刺激机体产生少量初始IL-4，随后经STAT6介导的正反馈机制诱导Th0向Th2过度分化，表明初始IL-4是诱导Th2过度分化的关键因素；而初始IL-4主要由嗜碱性粒细胞（BA）产生，但该过程具体调控机制尚不明确。国外文献和我们的前期研究均表明Notch 信号参与调控多种抗原提呈细胞内IL-4的表达以及Th1/2分化。我们基于以上研究，结合前期生物信息学分析结果，提出：Notch信号通路通过Hes1负向调控BA产生初始IL-4从而抑制体内Th2过度分化。本课题拟检测BA中Notch配体，受体及下游分子表达情况；证实Notch信号对于BA发育及功能的影响；阐明Notch信号对BA诱导Th2分化的转录调控分子机制。该研究将丰富BA诱导哮喘Th1/2免疫失衡的理论。

Th1/Th2免疫失衡是支气管哮喘发病的重要免疫学机制。Th2细胞因子亢进是导致哮喘患者Ig-E增多，气道高反应性的重要因素。研究表明，体内Th1/2免疫失衡的重要因素是细胞因子环境的改变，其中，IL-4是促Th2分化最为重要的细胞因子。抗原刺激使机体产生少量的初始IL-4（initial IL-4），该正反馈途径高效、快速诱导体内Th2分化。因此，阻断初始IL-4的产生是治疗哮喘的有效策略。新近研究发现：嗜碱性粒细胞对初始IL-4的产生起到重要作用，但是其具体调控机制尚不明确。因此，进一步探索该机制是从根本上解决Th1/2免疫失衡的有效途径之一。.Notch信号途径是调控机体发育过程中的重要途径，国外文献和我们的研究均表明Notch信号通路参与调控多种抗原呈递细胞诱导naïve Th0向Th1/Th2分化；因此,我们推测Notch信号通路对BA中IL-4产生以及诱导Th2分化具有重要调控作用，国内外尚无相关文献报导。鉴于以上，本课题组提出：“Notch信号通路可通过Hes1依赖的机制负向调控BA诱导Th2分化”的观点。本课题拟通过体内外试验验证这一假说，并探讨BA中Notch信号通路对于哮喘Th1/2免疫失衡的防治作用。本课题旨在阐明Notch信号通路对BA合成初始IL-4的调控作用，丰富Notch信号调控BA功能的基本理论，为防治哮喘Th1/2免疫失衡提供新思路。.课题主要分四部分：1、观察小鼠原代BA与EMLC/KU812（小鼠、人BA细胞系）中Notch配体，受体及下游分子表达；2、体外观察激活/抑制Notch信号对BA发育及诱导Th2分化功能的影响；3体内观察敲除BA中Notch信号对哮喘发生的影响；4、机制研究。.本课题通过体内外实验首次证实：1、在原代培养的BA及小鼠EML细胞系和人KU81细胞系中均有部分Notch信号通路受体、配体及其下游分子的表达； 在三种BA细胞中，Notch1、Notch2受体基因表达量较为明显；同时配体中促Th2分化的Jag-2表达较促Th1分化的Dll家族表达量高； Notch下游基因Hes5在三类BA细胞中表达量处于中等水平。提示Notch通路可能通过Hes进而发挥下游效应； 2、分离Mx-cre×RBP-J-/-和Mx-cre×RBP-J-/+小鼠外周血及骨髓中的BA，阻断Notch通路后，BA的数量、增殖速度及诱导T