B细胞通过HIF1α/IL-10通路调控自身免疫和骨稳态的机制

Previous studies have shown that hypoxia can increase the expression of IL-10 in B cells and stimulate the secretion of RANKL; In mice with B cells conditionally knock out HIF1α, the number of B1α cells was significantly decreased in peritoneal cavity, as with the secretion of IL-10 in B10 cells and osteoscherosis was also produced, suggesting that HIF1α can influence the development of B cell subsets, affecting autoimmune and bone homeostasis，but its functional mechanism in RA is still unknown. In this study, we will use Co-IP, CHIP and WB in vitro to reveal the signal pathway of the effect of HIF1α on B cell differentiation and IL-10 secretion, and the regulation of autoimmune disease. In vivo, we will use the technology of osteoimmunology to figure out the molecular mechanism under the maintenance of bone homeostasis by B10 cells, and also the immunological mechanism of the change of TH1/TH17 after the dysfunction of B10 cells, leading to the aggravation of collagen induced arthritis mode. In addition, we will also testify if there exists the change of HIF1α in B10 cell in RA patients and the association with clinical phenotypes. This study was designed to elucidate how specific B cell subsets are involved in autoimmunity and inflammation through HIF1α, and to establish the pathogenesis of HIF1α / IL-10 axis in B cells to affect autoimmunity and bone homeostasis, providing a new strategy for treatment.

前期研究显示低氧可增加B细胞表达IL-10并刺激RANKL分泌；B细胞条件性敲除HIF1α的小鼠中浆膜腔B1α细胞显著减少，B10细胞分泌IL-10减少，并出现骨硬化，提示HIF1α可影响B细胞亚群发育，影响自身免疫和骨稳态。但其在RA中的作用机制未明。本研究将在体外采用Co-IP、CHIP和WB等技术，揭示HIF1α影响B细胞分化和IL-10分泌、调控自身免疫病的信号通路；在体内通过骨免疫技术揭示B10细胞控制骨稳态的分子机制，以及B10细胞功能缺陷后导致TH1/TH17变化，继而加重CIA的免疫学机制；另外还将在RA患者的B10细胞亚群中验证HIF1α的表达和功能变化，以及与临床表型的相关性。本研究旨在阐明特定B细胞亚群如何通过HIF1α参与自身免疫和炎症的发生，建立B细胞通过HIF1α/IL-10轴影响自身免疫和骨稳态的病理机制，为RA的发病机制提供新的思路，为治疗提供新的策略。

类风湿性关节炎（Rheumatoid Arthritis，RA）是一种关节滑膜组织的异常增生是其特征性的自身免疫病。低氧诱导因子（Hypoxia Inducible Factor，HIF）在增生的滑膜环境下的淋巴细胞在低氧条件下生存和分化发挥功能需要的调节作用，尤其HIF-1α调节B细胞功能的具体机制尚需研究。在本研究中，我们首先对RA患者的T、B细胞表型和功能进行评估，并深入研究HIF-1α对B细胞的影响及潜在机制。内容与方法：首先，招募临床RA患者和健康志愿者队列，用多色流式技术检测受试者外周血T细胞分群和B细胞分群，并检测各个淋巴细胞亚群中信号转导和转录激活因子3（Signal Transduction and Activator of Transcription 3，STAT3）的磷酸化水平。同时用ELISA方法检测外周血中能促进STAT3磷酸化的各类细胞因子的含量。用多色流式技术检测各类淋巴细胞和单核细胞表达IL-6的水平，并进一步分析B细胞亚群中主要分泌IL-6的细胞类型。检索数据库，分析初始B细胞与浆母细胞的转录组表达差异，并对差异基因进行富集分析和核心基因的筛选。然后，我们构建了B细胞中条件性敲除HIF-1α的小鼠，并进行相关细胞和分子实验，对HIF-1α影响B细胞生成IL-6的作用机制进行探索。最后，我们将Hif1a基因敲除的B细胞体外刺激后与野生型小鼠初始T细胞共培养，检测对T细胞分化的影响。结果：T细胞各亚群中STAT3磷酸化水平的提高与疾病活动度以及血浆中IL-6含量的均有很高的相关性。进一步研究发现RA患者外周血中的B细胞，尤其是初始B细胞，能分泌大量IL-6。而B细胞中的HIF-1a是调节IL-6生成的一个重要的转录因子。敲除B细胞中的Hif1a基因后会影响T细胞的分化。基于生信分析我们认为BCR信号通路、HIF-1信号通路和Jak-STAT信号通路可能与初始B细胞合成分泌IL-6有关，其中HIF-1α对于调节B细胞分泌IL-6可能有重要作用。因此，类风湿性关节炎患者外周血IL-6与T细胞pSTAT3水平相关。类风湿性关节炎患者外周血细胞分泌IL-6的主要B细胞亚群是初始B细胞。HIF-1α靶向调控B细胞分泌IL-6，进而影响T分化而参与类风湿关节炎的发病。