Ptpn22对T细胞发育的调控在NOD小鼠发病中的作用及机制

The abnormal T cell development plays important roles in the pathogenesis of type 1 diabetes. A hypothesis proposes that the susceptibility gene PTPN22 can comprise negative selection during T cell development in type 1 diabetic patients; however, there are no evidences from the NOD mouse model. Our preliminary data showed that Ptpn22 participate in T cell development in NOD mice, illustrated by the experimental results that Ptpn22 silencing can enhance positive selection during T cell development. Therefore, we propose that Ptpn22 can downregulate positive and negative selection, resulting in the alteration of peripheral T cell repertoireomics and then accelerate the overt disease symptoms. By novelly utilizing the inducible and reversible gene silencing technique, overexpression technique, immune repertoireomics and multiple transgenic mice, we can clarify how Ptpn22 regulates T cell development exactly and its impact on immune repertoireomics and disease pathogenesis. Our research will not only validate the hypothesis that in type 1 diabetic patient PTPN22 variant can cause disease by impairing T cell development, but also can pave the way for PTPN22-related disease diagnosis, prevention and therapy.

既往研究表明T细胞发育异常对1型糖尿病发病起重要作用。目前有假说认为在1型糖尿病患者中重要疾病易感基因PTPN22通过损害T细胞阴性选择导致疾病发生，但缺乏动物模型NOD小鼠中实验证据的支持。我们的初步结果表明Ptpn22沉默可以增强NOD小鼠T细胞发育的阳性选择。据此我们提出了在NOD小鼠中Ptpn22可以降低T细胞发育阳性选择和阴性选择的效率，进而造成外周淋巴器官中T细胞免疫组库的改变，最终导致1型糖尿病发病这一科学假设。通过创新性地运用可诱导性和可逆性基因沉默、基因过表达、免疫组库技术和多种转基因动物模型，突破以往的研究局限，我们将深入研究并阐明Ptpn22如何调节T细胞发育进而影响外周T细胞免疫组库，导致疾病发病的机制。我们的研究不仅能够验证1型糖尿病患者中PTPN22变体通过损害T细胞发育导致疾病发生的假说，而且为基于PTPN22的疾病早期诊断，预防和治疗提供重要的实验依据。

疾病易感基因PTPN22对1型糖尿病（T1D）发生的贡献在50多个易感基因中位列第二位。 因此深入研究PTPN22调控疾病发生的作用机制具有重要意义。既往研究表明T细胞发育异常在1型糖尿病发病中起重要作用。有假说认为PTPN22通过损害T细胞发育促进疾病发生，但是长期以来缺乏动物模型NOD小鼠中实验证据的支持。因此，本研究旨在探讨Ptpn22对NOD小鼠T细胞发育的调节作用，以及在T1D发病中的作用。首先，我们发现Ptpn22是T细胞发育调控的重要分子。出生起的Ptpn22沉默不仅改变了胸腺中主要T细胞亚群的频率，并且每种T细胞亚群中β链的利用度都发生了显著变化，说明Ptpn22广泛参与了各个T细胞亚群的发育。进一步的研究发现Ptpn22沉默会导致T细胞高级发育阶段（CD69hiTCRhi）比例降低，初级发育阶段（CD69loTCRlo）比例升高，CD69阳性细胞比例在DN和DP中降低，说明Ptpn22沉默减弱了T细胞的阳性选择。进而，我们通过组学测序的方法探讨了Ptpn22对T细胞发育的调节如何影响外周淋巴器官中CD4 T细胞免疫组库。我们发现Ptpn22沉默未改变外周淋巴组织CD4 T细胞中TCR V链、J链、V-J配对链利用率，D基因5’删除长度，J基因5’删除长度，V-D基因间插入序列长度，但是显著改变了CD3长度，D链长度， D基因3’删除长度，D-J基因间插入序列长度和V基因3’删除长度，说明其对外周淋巴器官中的免疫组库有显著影响。最后，我们运用dox从出生即开始干预WT和P2小鼠，通过尿糖和血糖试纸监测1型糖尿病的发生。我们发现Ptpn22沉默小鼠完全不发病，而近50%的对照WT小鼠发生1型糖尿病，提示Ptpn22对T细胞发育的调控在1型糖尿病发生中有着重要作用。我们顺利完成项目研究目标，阐明了Ptpn22对T细胞发育的调控及其在疾病发生中的作用。我们的研究不仅能揭示Ptpn22如何通过调控T细胞发育进而促进1型糖尿病的发生，而且为基于PTPN22的疾病预防和治疗提供重要的实验依据。