Fosl1通过调控CD4+T淋巴细胞分化参与脓毒症性肺损伤的机制研究

T Helper cells play an important role in immune regulation in sepsis. Fos1 is a protein encoded by the FOSL gene. when cells are stimulated, Fosl1 will be transferred from the nucleus to the cytoplasm, which can regulate signals in B cells and play a role in preventing inflammation. However, whether the regulation works in T cells and the involved mechanism has not been illustrated yet. The project leader isolated naive CD4+ T lymphocytes of mice with Fosl1 knock-down in vitro, and induced them to differentiate into different T cell subtypes. By RNAseq techniques, we found that Fosl1 can change the expression of specific gene in T helper cells and change the differentiation and function of T cell subsets. Because T cells are involved at every step of the sepsis process, we proposed a hypothesis that Fosl1 can regulate sepsis lung injury by changing the differentiation of T helper cells. Through next generation sequencing, qPCR, western blot as well as other methods, this project intends to explore the roles T cells play and whether Fosl1 can affect CD4+ T lymphocyte differentiate into Th1, Th2 and Th17 by regulating IL-12rb1, CCR8 and Stc-2 in order to provide an important target for the accurate treatment of sepsis.

辅助T淋巴细胞在脓毒血症中发挥着重要免疫调控作用。Fos1一个由FOSL基因编码的蛋白，细胞受刺激后，Fosl1从细胞核表达转移到胞质，可以调节B细胞等发挥作用，防止炎症扩大，但是其对T细胞的作用目前研究尚缺乏。本课题负责人体外诱导Fosl1-/-基因敲除的小鼠初始T淋巴细胞分化为不同T细胞亚型。发现Fosl1能够改变辅助T淋巴细胞中特定基因的表达，改变T淋巴细胞的分化和功能。由于脓毒血症发展过程的每一步，都有T细胞的参与，我们据此提出假说：Fosl1能够通过改变CD4+T细胞分化调控脓毒症性肺损伤。本项目拟通过二代测序、qPCR、免疫印迹方式，探讨在脓毒症小鼠肺损伤中T淋巴细胞分化并验证Fosl1是否通过对IL-12rb1、CCR8和Stc-2等的调控影响CD4+T细胞分化为Th1、Th2、Th17。以期能为脓毒血症的精准治疗提供重要靶点。

脓毒性休克的治疗是外科实践中的一个主要问题。内毒素诱导全身炎症反应，进而介导器官损伤，最终导致多器官衰竭。通常最明显的衰竭器官是肺。Fra-1(fos相关抗原1)是转录因子激活蛋白(AP-1)的成员，在细胞增殖、凋亡、分化、炎症、肿瘤发生和肿瘤转移等过程中发挥重要作用。Fra-1参与关节炎、肺炎、神经和心血管疾病炎症免疫。这些协调免疫和非免疫细胞的调节机制奠定了Fra-1作为多种人类疾病的潜在治疗靶点的基础。但是其在免疫细胞中的作用位点和机制目前研究尚缺乏。本课题研究Fosl1敲除的小鼠发现Fosl1敲除影响小鼠胸腺发育，不影响T细胞的发育，敲除后的小鼠脓毒症肺损伤明显加重，死亡率明显增加，结肠炎模型中KO小鼠CD4+T活化细胞的比例明显上升，肠系膜淋巴结中，KO小鼠的Treg细胞比例明显高于WT小鼠的细胞比例，而Th1及Th17细胞比例也有所升高, 通过释放大量炎症因子使溃结小鼠结肠紧密连接蛋白明显下降进而破坏肠壁结构和功能。由于CD4+T细胞和Th1细胞的重要作用细胞为巨噬细胞，我们在脓毒症肺损伤小鼠中发现巨噬细胞向M1型异常分化，而右美托咪定在一定程度上能够通过抑制巨噬细胞PKM2 Y105磷酸化和核转位，降低巨噬细胞有氧酵解（Warburg效应）进而抑制巨噬细胞向M1分化，减缓脓毒症肺损伤。同时为了进一步验证Fos家族在CD4和Treg细胞中的作用机制，我们构建了CD4和Treg中特异敲除以及Fosl1和Fosl2小鼠，并发现敲除Treg细胞中Fosl1的表达会减少Naïve CD4+T淋巴细胞向Treg细胞的分化。此外，在机械牵张诱导的肺损伤模型中JAK2/STAT1介导的HMGB1易位是炎症和细胞自噬以及凋亡增加的关键因素。为探究炎症因子在细胞间的传递，我们构建了机械牵张肺损伤模型，我们发现上皮细胞受到牵张后，可通过外泌体将微小RNA miR-21a-5p转运至巨噬细胞内，通过与巨噬细胞内的转录因子Notch2及下游的SOCS1相结合，促进M2巨噬细胞极化，减轻炎症。综上所述，通过对Fosl1对免疫细胞的机制研究可能为将来肿瘤和炎症治疗提供新的分子药物，通过外泌体内微小RNA的对巨噬细胞的分化研究，可以为将来实现靶向抗炎药物提供新的思路，同时我们也提供了右美托咪定缓解脓毒症肺损伤的依据可用于指导临床。