蛋白4.1R对B细胞活化及BCR介导的信号转导调控机制

B cell activation play important roles in the adaptive immune response against pathogens and the pathobiology of autoimmune diseases. But moleculars and the regulation mechanisms invoving in B cell activation are largly unknown. Protein 4.1R was first identified as an adapter molecular which links transmembrane protein to actin cytoskeleton in red cells, but recently it was further identified as a negative regulator of T cell activation. In our recent study mouse 4.1R gene knockout was found to enhance B cell activation and antibody secretion, but no mechanism reports of 4.1R modulating B cell activation were available. In this study, 4.1R gene knockout mice and 4.1R null B cell will be used to investigate the modulation effects of 4.1R on B cell activation and arthritis immune diseases, as well as the mechanisms of protein 4.1R regulating BCR mediated signal transduction . This functional and mechanism study will support our hypothesis that protein 4.1R is a novel negative regulator of B cell activation and BCR mediated signal transduction.

B细胞活化在机体适应性免疫，特别是抗感染和B细胞相关自身免疫疾病中发挥重要作用，然而参与B细胞活化调控的分子及作用机制还未被完全了解。4.1R最初是在红细胞中发现的细胞膜骨架蛋白接头分子，也是新发现的T细胞活化调控因子。我们在前期研究中发现4.1R基因敲除显著增强小鼠抗体产生和B细胞活化增殖能力，但4.1R参与B细胞活化调控的机制国内外均未见报道。本项目拟利用蛋白4.1R基因敲除小鼠和4.1R表达缺失的B细胞模型，研究4.1R在B细胞活化及小鼠关节炎疾病模型中的免疫生理效应；并探讨4.1R基因缺失对BCR介导的信号通路的影响，以期阐明4.1R调控B细胞活化可能的分子机制，为证实细胞膜骨架蛋白4.1R是又一新发现的B细胞活化及信号转导负调控分子提供实验依据。

细胞膜骨架蛋白4.1R在小鼠成熟B细胞中高表达，但功能未知。项目利用4.1R表达缺失C57BL/6J-4.1R-/-小鼠脾脏来源成熟B细胞，从分子和细胞水平研究了蛋白4.1R在B细胞活化及信号转导中的生物学功能。通过比较4.1R+/+和4.1R-/- B细胞在不同抗原（LPS、anti-IgM）刺激下，B细胞活化、增殖及抗体类型转换等表型的差异， 结果表明，在LPS刺激下，4.1R表达缺失会导致B细胞活化、增殖和抗体转换能力增强，但其抗体分泌水平降低，提示蛋白4.1R对活化后的B细胞命运具有调控作用，免疫荧光和免疫共沉淀实验结果表明，蛋白4.1R通过B细胞膜上的TLR4受体调控LPS诱导的B细胞活化。在anti-IgM的刺激下，4.1R基因敲除 B细胞活化、增殖和抗体分泌水平增强，进一步利用蛋白磷酸化组学及生物信息学技术研究发现蛋白4.1R调控BCR介导的信号转导是通过抑制BCR下游AKT磷酸化水平实现的。免疫荧光和免疫共沉淀实验结果证实4.1R发挥调控功能是通过与CD19及BLNK形成蛋白复合体而抑制BLNK的磷酸化，从而调控BCR介导的信号转导。利用GEO数据库比较健康人和类风湿性关节炎患者的蛋白4.1R表达差异，发现4.1R表达缺失与B细胞异常活化疾病易感性密切相关。研究结果表明蛋白4.1R通过膜受体介导的细胞信号转导调控B细胞活化及增殖，是又一新发现的内源性B细胞活化负调控因子。