基于SLE小鼠模型BXD2中白介素17及白介素21增强自身反应性生发中心反应机制的研究

Hyper-activation of autoreactive B cells in abnormal germinal centers (GCs) is one of the important mechanisms in autoimmune diseases, such as systemic lupus erythematosus. B cell-directed therapies are promising treatments for autoimmune disorders. However, its application is still controversial in several diseases due to its broad targeting of all B cells, which might lead to severe infectious diseases. In addition, it is currently unclear about the antigen presentation and the dynamics of the interaction of B cells and T cells in the GCs of spleen. Our preliminary results demonstrate that autoreactive B cells have a better interaction with T cells compared to non-autoreactive B cells in the mouse models of autoimmune diseases, which might be an important mechanism leading to dysregulation of GCs in autoimmune diseases. This proposal is to investigate whether IL-17 and IL-21 can enhance the interaction of autoreactive B cells with T cells by manipulating the levels of IL-17 and IL-21 or using genetic modified mice, including IL-17R-/- and IL-21R-/- mice. A combination of flow cytometry, confocal laser scanning microscopy and real-time PCR will be performed. The aim of this study is to elucidate the dynamics of antigen trafficking and presentation in the splenic follicle and how IL-17 and IL-21 regulate the abnormal GC responses. The studies proposed in this application will provide new insight in the mechanisms of autoimmune diseases, which will lead to the development and utilization of rational for the new therapeutics targets in the treatment of autoimmune diseases.

在异常的生发中心中，自身免疫性B细胞被过度活化，是系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病发病的重要机制。B 细胞靶向治疗自身免疫性疾病前景良好，但治疗效果仍存争议，并可能伴发严重感染等副作用。生发中心形成过程中，T、B细胞相互作用的动态机制目前尚不明确。本研究前期工作发现自身反应性B细胞与T细胞间相互作用较非自身反应性B细胞更加紧密，这可能是自身免疫性疾病生发中心反应异常的重要机制。本研究拟通过调节小鼠模型体内IL-17或IL-21水平或通过敲除IL-17或IL-21受体等，采用流式细胞、激光扫描共聚焦及实时荧光定量PCR等技术来研究IL-17和IL-21是否对自身反应性B细胞与T细胞间的相互作用有增强效果。希望通过构建脾滤泡中抗原转运呈递的动态模型以及探索IL-17和IL-21在异常生发中心反应中的作用，从而进一步认识自身免疫性疾病的发病机制，发现更加特异性靶向治疗的靶点，具有重要的临床意义和应用前景。

生发中心形成以及B细胞在生发中心中分化成熟是T细胞依赖性体液免疫反应的重要过程。异常的生发中心反应是自身免疫性疾病发病的重要机制。虽然目前已有报道自身反应性B细胞的过度反应可以导致自身免疫性炎症，然而却不明确自身反应性B细胞的过度反应的机制。BXD2小鼠脾中会自发形成活性增强的生发中心，并会出现关节炎和肾脏损害，以及高滴度的抗dsDNA抗体等自身抗体，是研究系统性红斑狼疮发病机制的非常好的动物模型。我们采用IghelMD4转基因的BXD2小鼠（MD4 BXD2小鼠）易于鉴别小鼠体内的转基因B细胞（a 异型，IgMa阳性）和内源性B细胞（b 异型，IgMb阳性），从而来研究自身反应性B细胞与非自身反应性B细胞在生发中心中竞争与T细胞的协同辅助作用的机制。我们发现在MD4 BXD2小鼠脾中存在大量自发形成的生发中心，并通过同种异型分析证明这些生发中心是由内源性的自身反应性B细胞形成的。我们采用鸡卵溶菌酶（HEL）抗原免疫MD4 BXD2小鼠以及预先采用绵阳红细胞（SRBCs）诱导生发中心反应的MD4 B6小鼠，发现MD4 BXD2小鼠体内自身反应性生发中心结构要比MD4 B6小鼠体内SRBCs诱导的生发中心结构更稳定。我们发现在MD4 BXD2小鼠体内存在IL-17水平的显著增高，并且内源性的自身反应性B细胞内的IL-17受体表达显著高于转基因B细胞。当采用HEL免疫IL-17受体基因敲除的MD4 BXD2小鼠时，其脾中自发形成的生发中心结构稳定性下降。此外我们发现在经HEL抗原免疫2周后的MD4 BXD2小鼠血清中抗dsDNA抗体滴度较免疫前增高，而在IL-17受体基因敲除的MD4 BXD2小鼠和MD4 B6小鼠血清中没有发现抗dsDNA抗体滴度增高。此外，我们发现经HEL抗原免疫4小时后MD4 BXD2小鼠的生发中心B细胞内Aicda、Bcl6和Pax5基因表达下调没有MD4 B6小鼠显著，也证明MD4 BXD2小鼠的自身反应性生发中心在HEL免疫4小时后保持更高的活性。S1p1、S1p3基因的显著下调则使B细胞停留在生发中心内，从而维持生发中心结构。以上结果表明IL-17及IL-17受体在维持自身免疫性生发中心的结构和功能中起到重要作用。