非折叠蛋白反应在调控奶山羊子宫内膜上皮细胞募集与活化Treg的分子机制

The failure of embryo implantation is the main reason for early embryo loss and abortion. It has been proved that immune status is considered as a key factor in regulating the embryo implantation. Regulatory T cells (Treg) are major cells involved in the establishment of uterine immune tolerance, but the exact mechanisms underlying the Treg recruitment to the maternal-fetal interface are still not clear. We have found that unfolded protein response (UPR) in dairy goat endometrial epithelial cells (EEC) plays an important role in the process of Treg recruitment and activation. The purpose of this study was to further investigate the role played by UPR in EEC recruitment and activation of Treg. The endometrial epithelium cells line was used to simulate the stage of embryo implantation period. We examined the ECC secreted chemokines (CCL19/CCL20/ RANTES, etc.), UPR related genes (ATF6, IER1, CHOP, etc.), Treg recruitment and activation genes (CTLA4, PD-1, IL-10, etc.), and NF-κB signaling pathway by using Real-time PCR, ELISAPOT, western-blot and flow cytometry. The present study will further elucidate the new cross-talk mechanisms between EEC and Treg. Moreover, it will reveal the molecular mechanisms behind regulation of embryo implantation to explore new pathways responsible for the improvement of animal reproductive rate.

胚胎附植失败是早期胚胎丢失和流产的主要原因，已经证明，免疫因素是调节胚胎附植的关键。调节性T细胞（Treg）是参与子宫免疫耐受建立的主要细胞，但Treg在母胎界面募集与产生免疫耐受功能的机制尚不明确。我们研究发现非折叠蛋白反应（UPR）在奶山羊子宫内膜上皮细胞（EEC）募集活化Treg过程中发挥重要作用。本项目以永生化EEC为模型，模拟EEC在附植期的变化，采用荧光定量PCR、ELISPOT以及流式细胞术等研究技术，对EEC分泌趋化因子（CCL19、CCL20、RANTES等）、UPR相关基因（ATF6、IER1、CHOP等）、Treg募集活化基因（CTLA4、PD-1、IL-10等），以及UPR调控NF-κB的信号通路进行检测，研究UPR在奶山羊EEC募集活化Treg的作用机理，从UPR角度阐明EEC与Treg的对话机制，为进一步揭示胚胎附植的分子机理、提高家畜繁殖率提供实验依据和理论。

胚胎附植失败是早期胚胎丢失和流产的主要原因，已经证明，免疫因素是调节胚胎附植的关键。调节性T细胞（Treg）是参与子宫免疫耐受建立的主要细胞，但Treg在母胎界面募集与产生免疫耐受功能的机制尚不明确。本项目建立在成熟的胚胎附植期奶山羊子宫内膜细胞模型上，围绕这一科学问题，展开研究。项目组发现不同年龄段奶山羊外周血淋巴细胞均以γδTCR+细胞为主，占外周血淋巴细胞的50%以上；随着年龄的成熟，关中奶山羊CD3+T细胞在淋巴细胞中所占比例下降；且功能性调节性T细胞以γδ+WC1+IL-10+T细胞为主；胚胎附植期子宫微环境浓度的E2/P4能够诱导Treg细胞的分化，但不能影响Treg细胞的迁移；进一步研究发现，非折叠蛋白反应标志蛋白CHOP以及通路蛋白ATF6、IRE1在胚胎附植期奶山羊子宫内膜细胞中高表达，并且引起Treg募集作用的趋化因子RNATES、CCL19、CCL20的高表达。同时发现，子宫内膜细胞应用E2或/和P4之后，CD4+Foxp3+Treg的迁移率均下降，并且单独应用P4组有显著下降。子宫内膜细胞经P4处理后能够显著性抑制CD4+Foxp3+IL-10+Treg的募集，相对于单独应用E2、P4刺激，E2、P4共同刺激的ESC显著的提高了CD4+Foxp3+IL-10+Treg募集比例。本研究首先确定了附植期奶山羊子宫内膜细胞发生非折叠蛋白反应，引起CHOP、ATF6、IRE1的高表达，并且明确了子宫内膜细胞的非折叠蛋白反应能够通过诱导Treg细胞的募集与活化；其次，阐明了奶山羊子宫内膜细胞通过非折叠蛋白反应，引起RNATES、CCL19、CCL20等Treg募集因子的高表达，在胚胎附植期Treg的募集中发挥关键作用。为后期进一步揭示胚胎附植的分子机理、提高家畜繁殖率提供实验依据和理论。在此期间，发表SCI论文2篇，国际会议论文1篇。6名研究生参与本项目，其中3人顺利毕业，3人在读。