IRF4/PD-1通路在T细胞介导的心脏移植排斥反应中的作用及其机制

Programmed cell death protein 1 (PD-1) is an important co-inhibitor receptor of T cells, and it is the current research hotspot by regulating PD-1 signal to the treatment of immune diseases. Interferon Regulatory Factor 4 (IRF4) is one of the transcription factors that regulates T cell differentiation, metabolism and fate. Current studies suggest that IRF4 plays an important role in the transplant rejection, but the mechanism is unclear. We found that, 1. In the mouse heart transplantation model, IRF4 is highly expressed in both CD4 + and CD8 + T cells which infiltrated within the heart allograft. After conditional knockout IRF4 in T cells, the survival period of the heart allograft was more than 100 days. And this long-term survival depended on the absence of IRF4 in CD4 + T cells. 2. Irf4-/- CD4+ T cells expressed higher level of PD-1 after activation in vitro and in vivo; So we have the hypothesis that IRF4/PD-1 plays an important role in transplantation. In this study, we will study and clarify the direct and(or) indirect regulatory mechanism of IRF4 on the expression of PD-1. 2. By using the conditional knockout mice, we will study and clarify the mechanism of this long-term survival of the allograft in Cd4-cre Irf4-flox/flox mice,and verify whether this long-term survival is dependence on the PD-1 signal. The results of our study will provide new ideas for inhibiting transplant rejection and inducing transplant tolerance.

程序性死亡蛋白1(PD-1)是T细胞最重要的共抑制分子，通过干预PD-1信号治疗相关疾病是目前的研究热点。干扰素调节因子4(IRF4)是调节T细胞分化、代谢和命运的转录因子之一，近期研究提示其在排斥反应中有重要意义，但机制尚不清楚。申请者发现：1.小鼠心脏移植模型中，移植物局部浸润的CD4+和CD8+T细胞均高表达IRF4；条件性敲除T细胞IRF4后，心脏移植物长期存活(平均生存期>100天)，且此长期存活依赖于CD4+T细胞IRF4的缺失；2.IRF4敲除的CD4+T细胞在体外和体内活化后均高表达PD-1；据此推论IRF4/PD-1通路在移植排斥反应中发挥重要作用，本课题将：1.研究并阐明IRF4对PD-1的直接和(或)间接调控机制；2.应用模式动物，研究条件性敲除T细胞IRF4后移植物长期存活的机制并验证其对PD-1通路的依赖性。本课题研究成果将为抑制排斥反应和诱导移植耐受提供新思路。

器官移植是治疗各脏器终末期状态唯一有效的治疗方案，但如何维持移植物长期存活，甚至达到免疫耐受状态一直是目前研究的热点与难点。本课题提出了通过增加T细胞内源性共抑制分子，增强共抑制信号，诱导T细胞“失功”保护移植物长期存活，诱导移植物达到免疫耐受状态。程序性死亡蛋白1(PD-1)是T细胞最重要的共抑制分子，通过干预PD-1信号治疗相关疾病是目前的研究热点。干扰素调节因子4(IRF4)是调节T细胞分化、代谢和命运的转录因子之一，近期研究提示其在排斥反应中有重要意义，但机制尚不清楚。.本研究发现：IRF4通过影响DNA可及性和Helios在PD-1顺式作用元件的结合直接调控PD-1表达，敲除IRF4可以增加T细胞PD-1表达，导致T细胞“失功”，从而减轻移植物排斥反应并达到移植物长期存活（超过100天）；2.IRF4条件性敲除小鼠对供体抗原具有耐受性，联合PD-1和CTLA-4抗体能够抑制敲除IRF4导致的T细胞失功，但不能逆转IRF4缺失诱导的免疫耐受，IRF4在免疫记忆的形成中发挥重要作用；IRF4抑制剂曲马替尼可以通过MAPK-ERK通路抑制巨噬细胞迁移和活化，从而减轻急性炎症损伤。为了验证增加T细胞内源性共抑制分子表达是保护移植物存活一种新的治疗思路，我们筛选得到CTLA-4降解抑制剂氯喹，并证明了氯喹增加T细胞内源性共抑制分子CTLA-4表达可以对小鼠移植物存活具有保护作用。.本研究阐明：增加T细胞内源性共抑制分子表达是保护移植物存活一种新的治疗思路，IRF4有望成为器官移植耐受的重要靶点。