FOXP3蛋白K8位赖氨酸乙酰化及其调节的机理研究

FOXP3 is critical for the differentiation and function of CD4+CD25+ Regulatory T cells (Treg). The transcriptional repression activity by FOXP3 is controlled by its post-translational modification. Such modifications include phosphorylation, ubiquitination, acetylation, and methylation, which determine its stabilization and function. We found that FOXP3 can interact with the histone acetyltransferase Tip60 and identified a novel acetylation site (K8). Mutations at the K8 site critically affected the transcriptional repression activity and regulation of ERK by FOXP3. At present, we have already generated the K8 site-specific acetyl-FOXP3 antibody that can be used by Western blotting and immunoprecipitation analyses. Based on the previous results, we hope to study the mechanism by which K8 site-specific acetylation of FOXP3 affects its activity and in turn controls Treg function.

在炎症微环境下，对CD4+ CD25+调节性T细胞(Treg)发育及功能至关重要的FOXP3转录因子发生磷酸化、泛素化、乙酰化、甲基化等多种蛋白质翻译后修饰，从而激活或抑制其转录调控功能，决定FOXP3+ Treg细胞功能稳定性及其对免疫效应性T细胞的免疫抑制及调节活性。我们的前期研究结果发现，FOXP3蛋白与赖氨酸乙酰转移酶TIP60相互结合，FOXP3蛋白第8位赖氨酸发生乙酰化修饰 （AcK8-FOXP3）。我们还发现，第8位赖氨酸突变会严重影响FOXP3蛋白的转录抑制活性及其对细胞内ERK信号通路的负向调控。目前，我们已经制备并鉴定出特异性识别K8ac的多克隆抗体，可以分别用于免疫印迹和免疫沉淀。本课题希望利用在本实验室已建立的翻译后修饰研究基础上，通过利用AcK8-FOXP3位点特异性抗体，研究赖氨酸第8位特定位点乙酰化对FOXP3蛋白活性及Treg功能调节的分子机制。

在炎症微环境下，CD4+CD25+调节性T细中转录因子FOXP3能够发生乙酰化，泛素化，磷酸化等多种翻译后修饰，进而通过调控FOXP3功能而影响调节性T细胞的生理作用。本研究项目主要通过对FOXP3第八位赖氨酸乙酰化的调控研究，探索FOXP3该位点的乙酰化水平如何影响FOXP3蛋白的功能及其相关机制，从而进一步明确FOXP3该位点的乙酰化对免疫系统的调控作用。在前期研究中，我们通过质谱分析鉴定FOXP3氨基端第八位赖氨酸能够发生乙酰化修饰作用，并成功制备了该位点特异性乙酰化抗体；经验证，改位点能够被乙酰基转移酶Tip60特异性调控；为了研究内源性FOXP3蛋白的乙酰化调控状态及相关功能，我们构建了稳定表达野生型和第八位赖氨酸突变的FOXP3-Jurkat细胞株（WT-Jurkat和K8R-Jurkat)，该细胞在肿瘤坏死因子TNF-a和脂多糖LPS刺激下，野生型的FOXP3发生降解，而突变后的FOXP3能够抑制该降解作用，具体机制仍在进一步探索中；当PMA和ionomycin作用，激活T细胞受体信号时，WT-Jurkat中抑制性细胞因子IL-10的mRNA表达发生显著性降低，而K8R-Jurkat中IL-10mRNA在该刺激条件下未发生显著性变化，同时，我们发现在PMA和ionomycin作用下，FOXP3K8位乙酰化水平增高，IL-10的表达与乙酰化状态的关系仍需进一步深入研究。