TGF-β通过p55PIK的Akt非依赖途径促进Treg分化的研究

p55PIK was non-classical regulatory subunit in PI3K signaling. In previous study, we found that p55PIK inhibit Treg differentiation both in DSS-induced colitis mice model and in vitro Treg differentiation model, but the mechanism remains to be elucidated. We also found that TGF-β decreases the expression of p55PIK, whereas p55PIK recruits STAT3 and promote the phosphorylation of STAT3 in an Akt-independent pathway in tumor cell lines. It is reported that STAT3 could negatively regulate Treg differentiation, so we hypothesized that p55PIK could inhibit Treg differentiation through STAT3. The project aim to investigate: ① p55PIK inhibit Treg cell differentiation by STAT3 phosphorylation in an Akt-independent pathway. ② TGF-β cooperate with IL-2 to promote Treg differentiation through inhibiting p55PIK/STAT3.③ The effect of p55PIK/STAT3 on Treg differentiation and inflammatory bowel diseases(IBD), using T cell conditional p55PIK knockout mice model and clinical IBD samples. This study demonstrate the role of PI3K non-classical pathway in Treg differentiation, and provide the novel target for the therapy of autoimmune diseases, e.g IBD.

我们前期研究发现在DSS诱导结直肠炎模型和体外诱导Treg细胞分化中，PI3K非经典调节亚基p55PIK可抑制Treg的分化，但其机制不详。我们在肿瘤研究中证实TGF-β可下调p55PIK的表达，而p55PIK又可以非Akt依赖方式募集并促进STAT3磷酸化。已知STAT3负调Treg分化，故我们推测p55PIK可能通过STAT3抑制Treg分化。本项目拟通过体内外实验阐明：① p55PIK以非Akt依赖方式促进STAT3磷酸化而负调Treg分化。②TGF-β通过抑制p55PIK/STAT3，与IL-2协同促进Treg分化。③用T细胞条件性敲除p55PIK小鼠以及临床IBD标本，观察p55PIK/STAT3对Treg细胞分化和炎性肠病的影响。该研究不但可阐明PI3K非经典途径在Treg分化中的作用，为TGF-β促进Treg分化提供新的分子机制，而且为防治IBD等自身免疫病提供新的靶点。

本项目证实：在小鼠小肠上皮细胞中，p55PIK可通过NF-kB/ZO-1通路，提高肠上皮细胞的屏障通透性，从而促进炎症，而TAT-N15可特异性阻断此效应，从而缓解炎症。在巨噬细胞(小鼠BMDM和人THP-1细胞系)中，可通过抑制自噬而促进LPS介导的炎症，而TAT-N15可通过阻断p55PIK的抑制自噬作用，从而发挥促进自噬的效应，以抑制LPS介导的炎症。基于此，本项目阐明p55PIK在炎症性肠病和LPS诱导的急性炎症模型中的促炎作用及分子机制，同时证明p55PIK特异性抑制剂TAT-N15具有抑炎作用，其机制可能是抑制肠上皮细胞屏障通透性和促进自噬，从而为TAT-N15的临床开发奠定基础。本研究丰富Class I A型PI3K非经典调节亚基p55PIK提高肠上皮细胞屏障通透性和抑制自噬的作用，并为p55PIK特异性抑制剂 TAT-N15在LPS诱导炎症性疾病中的治疗作用提供理论依据，为防治LPS所致内毒素休克等感染性疾病提供新的靶点和治疗手段。. 本项目证实：tmTNF-α在活化T细胞的表达显著增加，并且tmTNF-α作为配体，通过TNFR2直接介导T细胞的凋亡；tmTNF-α作为受体，其反向信号通过上调TNFR1增强活化T细胞对sTNF-α诱导AICD的敏感性，通过上调TNFR2增强活化T细胞对tmTNF-α诱导AICD的敏感性；其反向信号可通过上调FasL/Fas和TRAIL/DR4促进AICD。本研究阐明两型TNF-α可通过正向信号促进T细胞的AICD，tmTNF-α的反向信号可促进sTNF-α对T细胞的AICD作用，为临床治疗自身免疫疾病提供新的线索。