炎性复合体调控危险信号分子HMGB1释放在急性GVHD中作用

Acute graft-versus-host disease(aGVHD) is the most common and severe complication of allogenetic hematopoietic stem cells transplantation(allo-HSCT). Some progresses have been achieved in the past years. However, current strategies of ameliorating aGVHD are still clinical challenge. Recently,the activity of innate immune responses in aGVHD has been taken seriously. Our previous study found that inflammasome is an important moderator of aGVHD.But the precise mechanism of how inflammasome regulate aGVHD is still to be explored. High mobility group protein box 1(HMGB1) is a kind of damage-associated molecular patterns(DAMPs) capable of promoting injury and inflammation, which served as downstream molecular of inflammasome. As an endogenous danger mulecular, HMGB1 could activates immune cells. In preliminary experiment, we found that the high plasma level of HMGB1 in aGVHD mice. We propose that inflammasome mediate aGVHD by regulating HMGB1 release. We intend to establish mouse aGVHD model and in vitro cell culture model. By using ELISA, Western blot, immunohistochemisty, histopathology, flow cytometry, to clarify the role of HMGB1 in aGVHD from overall, cellular and molecular level.If succeed, it will provide a new strategy for the prevention and treatment of aGVHD.

急性移植物抗宿主病（aGVHD）是造血干细胞移植的主要并发症，近年来，针对aGVHD的防治取得了一定的进展，但现有策略仍难以有效控制aGVHD。随着对固有免疫基础研究的深入，固有免疫细胞活化在aGVHD中作用逐步受到重视。本实验室前期发现，炎性复合体可作为aGVHD严重程度的重要调节体，但对其机制尚不明确。新近发现，高迁移率蛋白（HMGB1）是炎性复合体下游重要效应分子，可作为危险信号分子活化免疫细胞。我们发现，HGMB1水平与aGVHD发生率和严重程度相关。在此基础上，我们提出"炎性复合体通过调节HMGB1释放介导aGVHD"这一设想。拟通过建立小鼠aGVHD模型和体外细胞培养模型，采用ELISA、Western blot、免疫组化、组织病理学、流式细胞术等技术，从整体、细胞及分子水平阐明HMGB1在aGVHD中作用。本课题的研究成果可为aGVHD的预防和治疗提供新的思路。

本研究通过建立小鼠GVHD模型和体外细胞培养模型，采用ELISA、Western blot、免疫组化、组织病理学、流式细胞术等技术，明确了HMGB1在GVHD中作用和对GVHD所致靶器官损伤的影响。具体结果如下：1）发现在GVHD小鼠外周血和靶器官中HMGB1水平明显升高，HMGB1水平和GVHD发生相关，明确了HMGB1在GVHD 发生中的变化趋势。2）采用HMGB1中和HMGB1从而降低HMGB1水平，并在细胞水平验证HMGB1表达降低，进而观察到GVHD小鼠的临床评分、病理损伤改善，提示通过采用HMGB1抗体可减轻GVHD小鼠的临床评分和病理损伤。同时发现，通过抗体中和HMGB1可以调节Th细胞亚群平衡，同时可影响靶器官中杀伤性T细胞浸润，说明HMGB1可能通过影响TH细胞平衡和CD3+T细胞浸润参与GVHD。3）采用Caspase-1抑制剂阻断NLRP3 炎性复合体活化可以减轻GVHD小鼠的临床评分和病理损伤，同时发现Caspase-1抑制剂可以降低外周血HMGB1水平和GVHD靶器官HMGB1表达。明确了GVHD 发生中NLRP3 炎性复合体的激活后Caspase-1对HMGB1 具有调控作用，干预炎性复合体-HMGB1通路可减轻GVHD。同时发现，Caspase-1抑制剂可以调节Th细胞亚群平衡，同时降低促炎症细胞因子IL-1β、IFN-γ、IL-18和IL-1α水平，说明Caspase-1抑制剂可能通过影响TH细胞平衡和炎症细胞因子水平参与GVHD。4）从细胞层面及分子层面初步阐明了LPS和辐照诱导的HMGB1释放对APC细胞生物学行为和细胞内部信号通路的影响。Caspase抑制剂可以抑制LPS和辐照促进的细胞增殖的作用，可以抑制细胞凋亡，并影响细胞表面的共刺激分子CD80、CD83、CD86表达；发现HMGB1以IRF3依赖性方式加重LPS和辐照对APC细胞的损伤作用，阻断HMGB1可减轻APC细胞的损伤。意义：本课题从整体、细胞及分子水平基本阐明了HMGB1在GVHD中作用，本课题的研究成果可为GVHD的预防和治疗提供新的思路。