硒蛋白K在内质网应激介导的树突状细胞功能中的作用及机制研究

Dendritic cells (DC) are at the centre of the immune system that function as professional antigen presenting cells. DC-based tumor vaccines is considered one of the ways to conquer cancer, however, its therapeutic effect is not ideal due to the formation of ER stress in tumor microenvironment and DC. Therefore, this study will focus on the effect of ER stress on the differentiation, maturation, immune function and migration of DC, and the protective effect of selenoprotein K on the function of DC under ER stress by gene silencing, overexpression and gene knockout. Furthermore, the role of UPR signal pathway PERK-EIF2α-ATF4-GADD34/BIP/CHOP and RhoA/Rac/CDC42 pathway on ER stress-induced immune function and migration in DC will also be studied. This study will help us to understanding the biological functions of selenium, selenoprotein and ER stress in immune system, and may provide new ideas and experimental evidence for DC-based tumor vaccines.

树突状细胞（dendritic cell，DC）是目前已知功能最强的专职抗原呈递细胞，基于DC的抗肿瘤免疫治疗被认为是最有运用价值的方法之一，但肿瘤微环境和DC中产生的内质网应激对DC的免疫功能造成一定的影响。我们以前的研究发现内质网膜蛋白硒蛋白K（selenoprotein K，SelK）在内质网应激中起到保护作用，为此本项目将采用RNA干扰、过表达、基因敲除等手段，在细胞、分子水平和动物水平上研究SelK基因沉默、敲除或过表达对内质网应激诱导的DC免疫功能和迁移能力的影响以及UPR信号通路PERK-EIF2α-ATF4-GADD34/BIP/CHOP和RhoA/Rac/CDC42通路在其中的作用。本项目的研究对于全面认识硒和硒蛋白以及内质网应激在免疫系统中的生物学功能具有十分重要的科学意义，可以为基于DC的抗肿瘤免疫治疗提供新的思路和靶点。

树突状细胞（DCs）是目前已知功能最强的专职抗原呈递细胞，微量元素硒具有重要的免疫功能，而硒对DCs免疫功能的调节还不是很清楚。前期结题的项目发现，硒可以调节人和小鼠DCs的免疫功能，缺硒和高硒会损害其免疫功能，这可能与硒蛋白K（SELENOK）有关。我们以前的研究表明，SELENOK在内质网应激（ERS）中起到保护作用，而肿瘤微环境和DCs中产生的ERS会对DCs的免疫功能产生影响。因此本项目研究了SELENOK在ERS介导的DCs免疫功能中的作用和机制。取得了如下研究结果：（一）研究了ERS对imDCs迁移能力、抗原吞噬能力的影响。结果发现，ERS诱导的imDCs标记分子下调导致RhoA依赖的迁移减少和Ca2+/CD205介导的吞噬作用增强。而SELENOK缺失引起的Ca2+水平的增加导致了ERS条件下迁移能力的增加和抗原吞噬能力的减少。表明，SELENOK是imDCs迁移和抗原吞噬所必需的。（二）研究了SELENOK敲除对小鼠黑色素瘤发生发展的影响。结果发现，接种B16F10黑色素瘤细胞后，敲除小鼠肿瘤组织CD11c+CD86+ DCs 细胞下降导致CD3+CD8+ T 细胞、CD4+Foxp3+ Treg细胞和CD4+IL-17A+ Th17细胞数量显著下降。表明SELENOK缺失通过调节DCs介导的T细胞分化紊乱促进了黑色素瘤的进展。（三）研究了SELENOK敲除对DCs成熟、分化、迁移能力和免疫功能的影响和ERS信号通路在其中的作用。结果发现，SELENOK敲除后imDCs细胞活力下降、凋亡率升高，自由迁移和趋化迁移能力增加，但抗原吞噬能力下降；mDCs刺激Naïve CD4+ T细胞分化为Treg细胞比例增加，导致Treg/Th17失衡，介导免疫耐受。SELENOK敲除导致imDCs和mDCs Ca2+ 浓度升高，ERS水平增加，ERS抑制剂处理可以减弱SELENOK敲除导致的DCs ERS水平，恢复其正常的免疫功能，且ERS抑制剂治疗可以减缓SELENOK敲除导致的黑色素瘤生长。总之，SELENOK通过调节ERS水平的改变影响了imDCs和mDCs的免疫功能，ERS抑制剂可以减缓SELENOK敲除导致的黑色素瘤生长。上述研究成果对深入理解硒蛋白在免疫系统中的功能提供了重要的实验依据，对全面认识微量元素硒、ERS在DCs中的生物功能具有十分重要的意义。