髓质区胸腺上皮细胞发育分化的表观遗传机制

中枢免疫耐受是建立适应性免疫应答的基础。其核心是髓质区胸腺上皮细胞（mTECs）在自身免疫调节因子（AIRE）控制下表达组织限制性抗原(TRAs)，去除自身反应性T细胞，产生调节性T细胞。TNF家族成员激活非经典NF-kB信号传导通路，诱使胸腺上皮细胞前体细胞发育分化为成熟mTECs。但对mTEC的发育分化过程、调控机制及其如何诱导中枢免疫耐受，还知之甚少。我们发现联合缺失Bcl-3/NF-kB2的小鼠中mTECs发育分化严重缺陷，不能有效地去除自身反应性T细胞，发生严重的自身免疫性疾病，而单独缺失的小鼠仅有轻微受损。本项目利用此小鼠模型，筛选调控mTECs发育分化的关键基因，明确其在mTEC发育分化和建立中枢免疫耐受过程中的作用。在此基础上进一步研究Bcl-3调控这些基因表达的表观遗传机制。本项目将对阐明中枢免疫耐受建立机制，设计针对自身免疫病等免疫性疾病的治疗手段和策略奠定坚实基础。

胸腺髓质区上皮细胞（mTECs）在胸腺细胞发育和选择中其关键作用，特别是mTECs在Aire等转录因子调控下表达组织限制性抗原（TRAs），mTECs和胸腺树突状细胞一起分别直接递呈或交叉递呈这些抗原，从而去除自身反应性T细胞（阴性选择）和产生胸腺调节性T细胞。mTECs发育和功能异常导致严重的自身免疫病。mTEC是由胸腺上皮细胞的多潜能前体细胞(TEPCs)受TNFR 家族成员激活的非经典NF-kB 信号调控定向发育分化。但是非经典NF-kB 如何促进TEPC 向mTEC 发育分化，调控mTECs发育分化的程序等尚不清楚。几年前本项目中启动时我们设想表观遗传机制调控mTECs发育分化程序，本项目的目标即发现调控mTECs发育分化的小RNA和表观遗传相关蛋白及其调控的分化程序。在本项目的进行中，最近报道小RNA 调控TEC 特别是mTEC 发育分化（2012年2月Nature Immunology），但是仍未发现调控mTECs发育分化的小RNAs。我们在本项目的支持下，首先建立TEPC 系，定名为TSC。克隆化的TSCs表达上皮干细胞／祖细胞的表面分子和TEPC的特异性分子；高表达p63；体外首次成功诱导出mTEC细胞，体内也能诱导成TEC，支持T细胞发育。TSC为体外研究TEPC 发育分化提供重要的研究工具（文章发表中）。为了发现调控TEPC 向mTEC 发育分化的小RNA我们筛选了RANKL 刺激24 小时的FTOC 的小RAN芯片，我们证实了一个RANK 信号调控的小RNA，诸多证据显示过表达miR-A 能将TSCs体外诱导成mTECs。miR-A 的靶基因包括一些表观遗传相关蛋白，构建了调控TEPC 向mTEC 程序发育分化的表观遗传调控机制网络，目前已获得其转基因和基因敲除小鼠，正在体内验证miR－A调控mTEC发育分化的表观遗传机制。重要的是，我们发现一个组蛋白3 去甲基化酶（定名gene 1）受RANK 激活的非经典NF-kB 信号调控，在成熟mTEC 上表达比TEPC 高60 倍，体外实验和体内模型（基因敲除小鼠和条件敲除小鼠）显示gene1控制TEPC 向mTEC 发育分化，调控Aire 表达（论文准备中）。本项目证实了表观遗传机制调控TEPC 向mTEC。