CCR2在小鼠胸腺细胞输出中的作用及其调控机制

The timely egress of T cells from the thymus and peripheral lymphoid organs is critical for T cell homeostasis and adaptive immune response. Our previous work demonstrated a significant increase of CCR2 expression in the most mature single-positive (SP) thymocytes that have thymic egress capability. Deficiency of CCR2 led to a reduction of recent thymic emigrants (RTE) in the periphery and an accumulation of mature SP cells in the thymus, suggesting that CCR2 may play a critical role in regulating thymic egress. In this proposal, we will investigate the mechanism of how CCR2 regulates the emigration of mature SP thymocytes, whether and how CCR2 is involved in circadian rhythmic control of thymic egress by using RAG2p-GFP transgenic mice and EAE mouse model, flow cytometry, western blotting, and two-photon fluorescence microscopy. The results will provide a better understanding of the regulation of thymic egress. It will also shed light on developing new targets or approaches to promote T cell reconstitution and homeostasis after infection or therapy.

T细胞从胸腺和外周淋巴器官的适时输出是维持T细胞稳态和完成适应性免疫应答的关键环节。本组前期研究初步发现CCR2分子在胸腺髓质成熟SP细胞中高表达，其缺失引起成熟SP细胞在胸腺内的累积和新近迁出至外周的T细胞的减少，提示CCR2可能是促进胸腺细胞输出的新的关键分子。另外，初步试验还显示SP细胞的胸腺迁出可能受到昼夜节律的调控。基于此，本项目将围绕CCR2如何调节T细胞的胸腺输出、胸腺细胞的输出是否受昼夜节律的调控以及CCR2在这一昼夜节律调控中的作用展开研究，利用Rag2p-GFP转基因鼠及EAE小鼠模型，采用流式细胞术，双光子小动物活体成像、组学和免疫印迹等技术，重点探讨CCR2调控胸腺细胞输出的机制。研究结果将为深入理解胸腺细胞迁出的调控机制提供大量实验依据，并为促进感染/治疗后的T细胞重建和T细胞稳态维持提供线索和新的思路，也为临床基于昼夜节律选择用药时机提供理论基础。

胸腺细胞迁出在维持外周T细胞稳态和多样性中发挥重要作用。细胞迁出主要由S1P/S1P1轴介导，但调节S1P1的分子机制以及S1P1以外的迁出调控机制还存在很多未知之处。本课题主要利用转盘共聚焦和激光共聚焦显微镜、转录组、代谢组、流式细胞术等技术，深入探讨CCR2对胸腺细胞迁出的多种调控机制。我们发现1）CCR2随单阳性胸腺细胞的成熟而上调表达，Ccr2缺失导致胸腺细胞迁出减少，最成熟的单阳性胸腺细胞（SP4亚群）在胸腺内累积；外周T细胞数量减少，稳态扩增增加。2）CCR2-CCL2协同S1P-S1P1共同调节SP4细胞的趋化运动能力，运动速率和位移。3)CCR2通过活化Stat3-FoxO1通路调控S1P1的表达。4）节律分子Bmal1通过调节CCR2、S1P1及其配体的节律性表达调控SP4细胞的昼夜节律性迁出。光照干预和Ccr2的敲除均可影响胸腺细胞输出的节律。5）胸腺迁出细胞代谢静息态的形成与迁出节律密切相关，且受到生物钟分子的调控。该研究不仅为深入理解胸腺细胞的迁出调控和迁出节律调控机制奠定坚实的基础，而且拓展了CCR2的生理作用和意义，并从实验证据上证实规律作息对胸腺细胞迁移行为的重要性，为国家宣传规律作息和规律饮食，提高免疫力提供了坚实的理论基础。已发表标注本基金的SCI论文5篇，包括Immunology & Cell Biology 2022，The FASEB Journal. 2022和2019各一篇，Cancers 2021，Cellular Immunology 2020，申请专利一项。研究团队中讲师晋升副教授1名，博士晋升副研究员1名，培养博士毕业生2名，硕士毕业生1名。项目负责人赴美国路易斯维尔大学进修，并以第一作者发表相关论文4篇（Cell Reports. 2022； Cancer Res 2021和2020各一篇；Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2021）。