ZBTB24在生发中心B细胞中的作用及其机制研究

ICF2 (Immunodeficiency, Centromeric instability, and Facial anomalies syndrome type 2) patients, a primary immunodeficiency disease resulted from ZBTB24 mutations, harbor no germinal center (GC) structures in peripheral lymph nodes, no serum immunoglobulins and memory B cells (Bm). However, the immunological functions of ZBTB24 remain unknown. Despite the comparable expressions of zbtb24 in in-vitro differentiated murine Th subsets (Th1/2/17 & Tfh), it is selectively highly expressed in splenic germinal center B cells (GCB). Functionally, downregulation of ZBTB24 in GC-derived B cells leads to cell cycle arrest at G1/S phase and altered expressions of genes essential for the proliferation and differentiation of GCB cells, such as IRF-4 & Blimp-1. Importantly, no effects of ZBTB24 on the expression and function of BCL-6, another gene critical for the survival and function of GCB cells, were observed. These data indicate that zbtb24 is a novel transcriptional factor essential for the in vivo productions of Bm and antibodies through regulating the function of GCB cells. Thus, in this proposal we will explore the in vivo roles of zbtb24 in GC responses, the differentiation of Bm and the production of antibodies by using zbtb24 conditional knockout mice. We will mainly focus on the functions of zbtb24 in the survival, proliferation and differentiation of GCB cells as well as the underlying molecular mechanisms. Given the critical role of GC reactions in our body’s defence against infections and in the development/progression of antibody-mediated immune disorders, our study may offer new targets for the prevention and treatment of such diseases.

ZBTB24基因突变的免疫缺陷疾病ICF患者体内无生发中心（GC）结构，外周血中无记忆性B细胞 (Bm)和抗体，但至今ZBTB24的免疫学功能未知。我们前期研究显示，zbtb24在体外分化的小鼠各效应Th细胞亚群中的表达无显著差异，但选择性的高表达在GCB细胞中。在GC来源的B细胞株中下调ZBTB24的表达阻断了细胞周期（G1/S期），同时调控了与GCB功能密切相关基因IRF-4和Blimp-1的表达，但不影响BCL-6的表达与功能。因此，我们推测体内zbtb24主要是通过调控GCB细胞的功能而参与了Bm和抗体的产生过程。本课题拟用条件性敲除小鼠在体内外探讨zbtb24在GC反应、Bm分化及抗体产生过程中的作用，重点研究zbtb24对GCB细胞功能的影响及其调控相关功能基因网络的分子机制。鉴于GC反应在感染性和抗体介导的免疫性疾病过程中的作用，本研究可为这类疾病的预防和治疗提供新的靶点。

ZBTB24基因突变的免疫缺陷ICF2患者体内抗体含量大大降低，我们前期研究也显示其可通过调控IRF-4和Blimp-1的表达而影响了人B细胞株的功能。在国家自然科学基金委的支持下，课题组制备了B细胞特异性的zbtb24敲除小鼠(zbtb24B-CKO)，并对其体内的B细胞发育、表型和功能进行了深入细致的研究。我们发现zbtb24的缺失对小鼠B细胞的发育和本底血清中的抗体水平无显著影响，但经免疫后zbtb24B-CKO小鼠体内的浆细胞PC数目和抗体滴度均显著低于对照CD19-Cre鼠，生发中心GCB数目仅略低；zbtb24缺失的B细胞体外存活、增殖和抗体的类别转换（CSR）过程正常，但终末PC数目显著减少，PC内IRF-4和Blimp-1表达降低、线粒体凋亡相关蛋白表达升高且细胞存活率降低。考虑到CD4 Th 细胞在体液免疫中的作用，课题组还制备了zbtb24T-CKO小鼠并探讨了zbtb24对T细胞功能的影响。虽然zbtb24的缺失诱导了人T细胞的凋亡，但经TD-Ag免疫后zbtb24T-CKO小鼠体内抗体水平无缺陷，且经诱导后其EAE病情进展和对照鼠也无差异。值得注意的是，zbtb24T-CKO小鼠在分别接种三种不同肿瘤细胞后其体内的肿瘤生长速度均显著快与对照小鼠。因此，zbtb24不影响B细胞的增殖及早期PC 的分化，但调控了终末PC内IRF-4/Blimp-1的表达，进而影响到其存活及抗体分泌能力。我们结果同时还提示zbtb24对于T, 特别是CD8+，细胞的抗肿瘤免疫功能非常重要。课题组目前正在对以上两方面的作进一步的深入研究。总之，本研究不仅系统的阐明了zbtb24在B细胞发育、增殖和分化中的作用及初步机制，同时还揭示了其在体内T细胞抗肿瘤免疫中的重要作用，为感染和肿瘤疾病的预防和治疗提供潜在的靶点。本课题执行期间发表标注论文3篇，参与国际学术交流3次。