1型糖尿病易感HLA基因单倍型相关CD4+T细胞活化异常的调控机制

HLA complex are the most susceptible genes for type 1 diabetes mellitus (T1DM). Yet the underlying mechanisms remain elusive. To understand if the unique clinical phenotypes of Chinese T1DM patients we observed previously were related to specific HLA haplotypes, typical HLA genes will be sequenced in a large T1DM population followed by MHC restricted antigen peptides screening in dendritic cells from high risk HLA haplotype carrying patients.The peptide-MHC-TCR complex will then be examined ex vivo to explore costimulatory molecules characterized by autoamplification regulation, such as Notch signaling pathway as we reported. Next, Conditional, tissue specific candidate costimulatory molecule deficient mice, such as notch, will be constructed and in vitro tri-molecular complex system will be adopted to explore the effects of this candidate costimulatory molecule. Finally CD4+ T cell depleted mice will be used to confirm if the deficiency of costimulatory molecule can attenuate naïve CD8+T cells activation-dependent autoimmune insulitis. The costimulatory molecule, as we propose, may serve as a new target for T1DM primary intervention in the future.

HLA基因是1型糖尿病（T1DM）最强易感基因，但其致病机制未明。本项目针对我国T1DM独特的临床表型，在T1DM易感HLA基因DRB1-DQA1-DQB1单倍型不全、分辨率不足等既往研究基础上，并结合T1DM易感HLA单倍型外显率逐年下降的趋势，拟首先明确中国T1DM人群经典HLA-I/II类基因单倍型。然后，在携带高危HLA单倍型纯合子T1DM个体中，筛选MHC分子限制性识别的特异性抗原肽；进而，以Notch信号通路为代表具有自我正反馈调控作用的共刺激分子为研究重点，探讨其促进“MHC分子-特异性抗原肽-T细胞受体”三分子复合物活化初始CD4+T淋巴细胞的分子机制；最后，利用Cre-LoxP重组酶系统，建立条件性树突状细胞、CD4+T细胞共刺激分子敲除转基因小鼠模型，在整体水平上探讨以具有上述特征的共刺激分子作为干预靶点，对延缓/逆转自身免疫性胰岛炎发生发展的作用。

一、项目的背景:.HLA基因是1型糖尿病(T1DM)最强易感基因，既往针对国内1型糖尿病HLA-I类基因、HLA-II类基因以及不同起病年龄人群的研究尚缺乏明确的研究结论。HLA-II分子与抗原肽、T细胞受体形成三分子复合物激活CD4+T细胞进而介导机体免疫反应，本研究在明确中国T1D易感HLA基因分型的基础上，探讨HLA-II分子提呈的抗原肽段及其特异性CD4+T细胞活化的机制。.二、主要研究内容:.本研究旨在明确中国T1DM人群经典HLA-I/II类基因单倍型，在携带高危HLA单倍型纯合子T1DM个体中，筛选MHC分子限制性胰岛自身抗原肽，探讨其促进CD4+ T细胞异常活化的分子机制。.三、重要结果:.1. 中国南部地区T1DM患者遗传易感HLA分型为DR3、DR4、DR9、HLA-A*24:02:01、HLA- B*54:01:01，保护分型为DR11、DR12、HLA-B*46:01:01， 年长起病患者危险DR9、DR3/ DR4、DR3/DR9携带频率明显低于年轻起病者，携带保护单倍型的频率明显高于年轻起病者。校正HLA-II类基因后发现A*11:01:01与起病年龄呈正相关，C*15:02:01与起病年龄呈负相关。.2. T1DM患者外周血T细胞亚类比例、Notch受体表达与健康对照相比无显著差异；患者外周血单个核细胞对PPI肽段无阳性IFN-γ反应。.3. T1DM患者外周血 CD4+ Tem细胞转录组表达谱与促炎症的IL17信号通路分子有关；与健康对照相比，T1D患者存在不同的蛋白相互作用网络，包括固有免疫相关因子包括趋化因子、粘附分子及炎症因子等。携带DR3/DR4/DR9的T1D患者与对应HLA基因匹配的健康组间差异表达基因的交集、并集分析发现不同HLA易感等位基因可能具有特异的功能基因和通路。.4. 动物实验发现非HLA易感基因WH-1敲除不影响小鼠外周免疫系统的发育及脾脏初始CD4+T细胞向Th1、Th2、Th17和Treg细胞分化的效能。WH-1可能在炎性细胞因子攻击胰岛过程中发挥作用。.四、其科学意义.本项目的研究结果将有助于了解中国T1DM遗传异质性及制定不同年龄起病高位人群的筛选策略。本研究提示PPI不是触发中国T1D促炎症性CD4+ T细胞反应的主要抗原，口服胰岛素治疗的有效性有待进一步探讨。