来自淋巴管内皮细胞的硫酸乙酰肝素在调控树突状细胞迁移中的研究

Dendritic cells (DCs) are potent antigen-presenting cells essential for initiating adaptive immunity. Two main subtypes of DCs, myeloid and plasmacytoid DCs, work together to fine-tune the immunological responses under various physiological and pathological conditions. In lung, DCs constitute an important player in the response to multiple challenges, including bacterial and viral infections as well as environmental antigens and tumor cells. Following pathogen exposure, trafficking of DCs to lymph nodes (LNs) through afferent lymphatic vessels constitutes a crucial step in the execution of their functions. The mechanisms regulating this process, however, are poorly understood. We hypothesize that lymphatic endothelial heparan sulfate (HS) differentially modulates the trafficking of myeloid and/or plasmacytoid DCs by controlling lymphatic chemokine responses as well as DC adhesion mechanisms, thereby orchestrating the molecular control of DC responses required for T-cell activation in the LNs. To test this hypothesis, three aims are proposed: 1) assess the effects of altering lymphatic endothelial HS on DC trafficking to regional LNs in vivo; 2) explore the underlying mechanisms by which altering lymphatic endothelial HS affects DC trafficking in vitro; 3) measure T-cell activation in the setting of genetically altered lymphatic endothelial HS. This study will characterize novel glycan-mediated mechanisms that regulate lymphatic DC traffic, validate lymphatic HS as a novel molecular target for strategies aiming to modulate DC behavior and/or correct pathologic immune responses, and set up experimental platform for initial screening of bioactive chemicals that target lymphatic endothelial HS.

树突状细胞（DC）是功能强大的抗原呈递细胞，它在启动适应性免疫反应过程中起着关键性作用。接触病原体后，DC通过传入淋巴管迁移到淋巴结的过程对其功能的实现至关重要，然而目前对这一过程的调控机制所知甚少。本研究计划中，我们根据前期研究结果提出以下假说：淋巴管内皮细胞硫酸乙酰肝素（HS）通过调节淋巴趋化因子反应和DC黏附机制，实现对浆细胞样和/或髓细胞样DC迁移的差异调节，并进一步调控依赖于DC的T细胞反应。为了验证该假设，我们设计了三个主要实验：1）利用转基因技术改变淋巴管内皮HS的结构，并评估其对体内DC迁移过程的影响; 2）通过体外实验探索淋巴管内皮HS对DC迁移的分子调节机制; 3）测量淋巴管内皮HS结构变化对T细胞活化的影响。通过这项研究不仅能够揭示HS对淋巴管DC迁移的分子调节机制，同时也可验证淋巴管HS是否可作为一类新的分子靶点来调控DC，并初步筛选相应化合物。

树突状细胞通过传入淋巴管迁移到淋巴结的过程对于实现DC的抗原呈递以及启动适应性免疫反应起着关键性作用。根据前期研究结果，我们在本研究中提出以下假说：由淋巴管内皮细胞产生的硫酸乙酰肝素可以通过调节淋巴趋化因子反应和树突状细胞的黏附机制，实现对树突状细胞（包括不同树突状细胞亚型）迁移的（差异）调节，从而调控依赖于树突状细胞的T细胞反应。过去三年在国家自然科学基金青年基金的资助下，我们的研究表明：1）在体外细胞实验中，通过多种途径破坏淋巴管内皮细胞所产生的硫酸乙酰肝素，树突状细胞向淋巴管内皮细胞的迁移，侵袭得到了明显的抑制；机制研究表明破坏淋巴管内皮细胞所产生的硫酸乙酰肝素可以阻止淋巴管内皮细胞周围淋巴趋化因子浓度梯度的形成，进而减少树突状细胞表面淋巴趋化因子和其相应受体的结合；2）当利用转基因技术改变小鼠淋巴管内皮细胞所产生的硫酸乙酰肝素的结构时，小鼠皮肤内的淋巴管密度以及树突状细胞总量并不受影响，然而树突状细胞经由淋巴管向局部淋巴结的迁移却受到了明显抑制；3）在小鼠肺癌模型中，改变小鼠淋巴管内皮细胞所产生的硫酸乙酰肝素的结构对不同树突状细胞亚型的体内迁移有不同的影响。本研究确立了淋巴管内皮细胞所产生的硫酸乙酰肝素在树突状细胞体内迁移和后续免疫反应中的重要调控作用，为进一步筛选以硫酸乙酰肝素为靶点的新型化合物对生理和病理状态下免疫反应的调节提供了重要的实验依据和研究平台。