利用基因敲除小鼠研究Graves'病相关基因GPR174对免疫调控及疾病易感性的影响与机制

Graves' disease is a female-predominant organ-specific autoimmune disease. In our previous study of genetic mechanism for Graves' disease, we re-analyzed the X chromosome from our recent genome-wide association study. The GPR174 gene was found associaiton with susceptibility of Graves' disease, and the significance of association was next to the HLA region. Further resequecing analysis revealed some rare variants of GPR174 were also contributed to disease risk. And our expression experiment found that GPR174 was widely expressed in human immune-related tissues and organs. These result indicated that GPR174 might play an important role in the pathogenesis of Graves' disease. GPR174 is a G protein coupled receptor, little was known about its physiological function. Very recently, LysoPS was reported as the receptor of GPR174. GPR174 might be a potential therapeutic target. In this project, we will investigated the function of immune regulation for GPR174 using GPR174 deficency mice. In order to identified the signal transduction pathway in which GPR174 was involved, we will study the difference of expression pattern of GPR174 deficency mice and the wild type mice utilizing RNAseq.Based on these research, we will clarify the influence of GPR174 on the pathogenesis of Graves' disease and lay the foundation for the identification of new therapeutic drug for Graves' disease.

Graves'病是一种女性高发的自身免疫性疾病。在前期Graves'病遗传机制的研究过程中，我们用改进的计算方法分析了全基因组关联研究中X染色体的数据，发现GPR174基因与Graves'病易感性显著相关，并且关联程度仅次于HLA基因。进一步的重测序研究显示，GPR174基因上存在一些罕见变异也与Graves'病相关。表达研究显示，此基因广泛的表达于免疫相关组织。有可能在Graves'病的发病过程中起重要作用。GPR174基因是一个位于G蛋白偶联受体基因，目前对其功能所知甚少，最近要研究报道其配体为LysoPS。有可能成为潜在的药靶。本项目通过构建GPR174基因敲除小鼠，研究GPR174在免疫调控中的作用；并对基因敲除小鼠和野生型小鼠进行转录组测序，发现GPR174的信号传导通路。系统阐述GPR174对Graves'病发病机制的影响，为Graves'治疗新药物的病发现奠定基础。

课题组首次发现GPR174基因是Graves’病易感性的易感基因，GPR174基因的非同义突变rs3827440与疾病显著相关，罕见变异的累计作用也与疾病相关。rs3827440的基因型与外周血GPR174的表达量相关。在此基础上，本课题构建了Gpr174基因敲除小鼠，研究其在免疫调控中的作用及其所在信号转导通路。..GPR174主要表达于T淋巴细胞、B淋巴细胞，在固有免疫细胞表达相对较少，提示GPR174可能影响了适应性免疫细胞的功能。研究结果显示Gpr174敲除对T细胞产生以下影响：Gpr174敲除增加了胸腺Treg细胞的数量，对Treg细胞有抑制功能的CTLA-4和IL-10的表达在Gpr174-KO鼠中表达降低，有利于Treg细胞在胸腺的发育。Treg细胞诱导巨噬细胞向M2表型分化作用增强，抑制巨噬细胞的活化。研究结果显示GPR174敲除对B细胞产生以下影响：GPR174敲除后引起小鼠脾脏边缘B细胞（MZB）增加，B细胞中Fos表达显著上调。LPS体外刺激后GPR174-/- MZB的细胞功能增强。GPR174敲除引起Fos在脾脏B细胞表面过表达，导致T2细胞比例升高，T2 B细胞向MZB的转化增多引起MZB在脾脏的累积。..通过建立CLP模型和LPS模型，发现GPR174敲除提高了脓毒症小鼠的生存率，减轻了脓毒症小鼠的促炎反应。其机制一是与Treg细胞抑制过度活化的促炎反应（抑制IL-1β、TNFα和IL-6的水平）有关；二是与MZB的增加减轻了脓毒症小鼠早期的炎症反应有关。..对WT和Gpr174-/-小鼠脾脏淋巴细胞进行RNA测序研究。结果显示，Gpr174-/-小鼠中有141个差异基因，有数个差异倍数明显的基因包括Jun、Fos、Atf3和Fosb等转录因子，提示Gpr174的敲除可能引起了细胞转录调节发生改变。