Themis蛋白分子在T细胞发育和分化中的作用

Themis plays an important role in T cell development. Previous studies showed that Themis can bind adaptor protein GRB2 and phosphatase SHP1,forming a Themis-GRB2-SHP1 complex and dampenig TCR singaling. Our preliminary data found that Themis can only exert its function within a range of TCR signal strength, and that Themis-deficiency doesn’t impair agonist-selected Tregs.These results suggested that Themis may be involved in setting the signal threshold of TCR during T cell development. Furthermore, at the molecular level, we found that the phosphorylation status of Themis is differentially regulated upon different TCR stimulating strength. All these results point to a hypothesis that Themis may function as a “brake”, that it can only attenuate the TCR singal strength within a range and help setting the threshold between positive selection and agonist selection. Thus without Themis, TCR signal can not be properly attenuated, and developing thymocytes will mistakely “jump into” negative selection when they should be positively selected. In this project we will test this hypothesis at molecular, cellular, and animal level.

Themis是一个对T细胞发育至关重要的分子，以往的研究发现Themis会与接头分子GRB2及磷酸酶SHP1结合成一个复合体来负调节TCR信号的传导。我们的前期研究发现Themis只在一定的信号强度内发挥调节作用，同时不影响经过激动肽选择的Treg细胞的胸腺发育，表明Themis可能参与TCR信号阈值的设定。在分子水平上，我们发现Themis的酪氨酸磷酸化程度在不同信号强度刺激下有明显差异，提示Themis在TCR信号传导中可能起到“刹车”的作用，即只在一定信号强度范围内衰减TCR接受到的来自自身肽-MHC复合体的信号，并参与TCR信号阈值的设定，这个阈值似乎位于阳性选择和“激动肽选择”之间。在Themis缺失的情况下，由于TCR信号不能被正常衰减而导致整个信号阈值发生了改变，胸腺T细胞因此错误地越过阳性选择而直接地进入阴性选择。本课题将在分子，细胞，及动物水平上系统地研究和验证这一假说。

结题报告摘要..一、.背景介绍.Themis是T细胞中特异性表达的一个分子。我们以前的研究中发现Themis调节胸腺T细胞的发育，并且解析了其中的机制。在这一课题中我们结合文献调研和领域内的研究进展，最后确定了主要研究方向为Themis在外周成熟T细胞中的作用及其机制。同时，我们还在上述研究的驱动下探索建立了一系列研究方法和技术平台，并进行了转化运用方面的尝试。.二、.主要研究内容.1..Themis对外周T细胞稳态增殖的影响。.2..Themis在慢性病毒感染的作用。.3..利用质谱流式 (Mass Cytometry, CyTOF) 和质谱影像 (Imaging Mass Cytometry, IMC) 技术分析Themisfl/fl; dLckCre小鼠。.4..探索和建立利用光声显微镜在体内观测T细胞迁移的方法。.5..探索和建立利用病毒样颗粒对慢性病毒感染进行接种防治的方法。 .三、.重要结果和关键数据.在T细胞稳态增殖的研究中，我们发现Themis的缺失严重影响了T细胞的稳态增殖,证明Themis对这一生理过程具有调控作用。在LCMV慢性病毒感染模型中我们发现约75%的Themis缺失小鼠会发生死亡，提示Themis在这一病理情况下发挥着重要功能。我们成功建立了质谱流式和质谱影像分析方法，并且将这些技术运用于上述实验研究当中。我们还尝试建立了体内T细胞的非创伤性观测方法和利用病毒样颗粒防治慢性病毒感染的策略。.四、.科学意义.我们发现Themis分子在不同的生理和病理条件下对T细胞的功能发挥着正向或者负向的调控作用，这为我们更加深入的了解T细胞如何在不同的环境状况下发挥功能，作出响应提供了新的线索。同时我们在这个项目中建立的其他研究方法丰富了我们在T细胞基础研究方面的技术手段，和慢性病毒感染的防治措施。