病毒特异性Treg分泌的炎性因子调控自身细胞功能和稳定性的机制研究

Mouse hepatitis virus (MHV) neurotropic strain J2.2 causes acute encephalitis and chronic spinal cord demyelination. We previously identified MHV epitope M133-specific regulatory T cells (M133 Treg) in naïve C57BL/6 mouse, and these Tregs produce IFN-gamma and TNF upon infection (JEM, 2011). The role of Treg-derived inflammatory cytokines is barely studied. We have recently revealed that adoptive transfer of IFN-gamma knockout M133 Tregs resulted in less chronic demyelination and improved Treg stability, comparing to transfer of M133 Tregs. Based on these findings, we here propose a hypothesis depicting a novel role of Treg-derived inflammatory cytokines: the cytokines work back on Tregs, inhibit their suppressive function and decrease their stability. In this study, we are going to investigate the roles of M133 Treg-derived inflammatory cytokines on their own cellular function and stability, as well as the outcome of disease using the same animal model, with gene knockout and transgenic mice as tools. Tregs are promising in cellular therapy and dissecting factors that affect their stability is not only of scientific significance, but also useful for the optimization of current Treg-based immunotherapies.

小鼠肝炎病毒（MHV）嗜神经株可引起急性脑炎和慢性脊髓脱髓鞘性疾病。此前，我们鉴定出小鼠体内天然存在MHV-M133表位特异性调节性T细胞（M133Treg），MHV感染后M133Treg可分泌IFN-gamma和TNF（JEM,2011）。Treg分泌的炎性因子的作用未明，国际上鲜有研究。最近我们发现过继转移IFN-gamma基因敲除M133Treg比WT M133Treg能更有效缓解慢性期疾病，且Treg更加稳定。由此我们提出假说：Treg分泌的炎性因子可以反作用于Treg，抑制其功能，降低其稳定性。本项目拟利用上述疾病模型，以多种基因敲除和转基因小鼠为工具，研究M133Treg自身分泌的炎性因子对其免疫抑制功能、稳定性以及疾病结局的影响并解析相关机制。Treg是有前景的细胞治疗手段，阐明影响其稳定性的新机制不仅具有理论价值，还可为优化现有Treg为基础的治疗策略提供科学依据。

CD4+Foxp3+调节性T细胞（Tregs）能够抑制炎症性应答，对维持自身耐受和免疫系统的稳态起到至关重要的作用。以Treg为基础的治疗策略已在部分治疗I型糖尿病和预防移植物抗宿主病的临床试验中获得成功。研究表明，抗原特异性Treg比多克隆Treg能更有效控制器官特异性自身免疫病和移植排斥。然而，近年的研究发现Treg在某些炎症条件下具有不稳定性，即Treg丢失Foxp3的表达并向Th1、Th2、Th17等细胞转化，成为致病的效应者细胞。鉴于世界范围内Treg正被努力推向临床，解析影响其稳定性的相关因素，对提高安全性和优化治疗策略显得尤为紧要。..小鼠肝炎病毒（MHV）嗜神经株rJ2.2可引起急性脑炎和慢性脊髓脱髓鞘性疾病。此前，我们鉴定出小鼠体内天然存在MHV-M133表位特异性调节性T细胞（M133Treg），MHV感染后M133Treg可分泌IFN-gamma和TNF。本项目拟利用上述疾病模型，以多种基因敲除和转基因小鼠为工具，研究M133Treg自身分泌的炎性因子对其免疫抑制功能、稳定性以及疾病结局的影响并解析相关机制。..我们发现过继转移IFN-gamma或TNF基因敲除（GKO或TNFKO）M133 Treg比WT M133Treg能更有效缓解rJ2.2感染引起的慢性脊髓脱髓鞘症状，Treg更加稳定，表达更高水平的抑制功能相关分子。单细胞测序结果显示，GKO或TNFKO后，调控Treg稳定性和抑制功能的基因全面上调，以GKO更为显著。GKO Treg相较于WT Treg显著上调的基因还包括：提高细胞能量代谢相关基因；逆转应激引起的蛋白合成和细胞生长阻滞相关基因；多种神经保护相关基因。这些结果提示，敲除IFN-gamma 的Treg更稳定，具有更强的免疫抑制功能、更高的细胞活力，且可能促进神经细胞存活和修复。此外，小鼠脑组织内病毒抗原特异性Treg可分为7个亚群，其中一个亚群可能发挥抗病毒作用。..国际上对抗原特异性Treg研究较少，对病毒抗原特异性Treg研究更少，而对Treg分泌的炎症因子对其自身稳定性和功能的影响未见报道。因此，本项目成果具有明显的创新性，不仅具有理论价值，也为优化现有Treg为基础的治疗策略提供了科学依据。