NLRC5在肠炎肠癌发生和发展中的功能研究

We recently reported the innate immunity role of NLRC5, one uncharacterized member of the Nod-like receptors (NLR). By generating NLRC5 deficiency mice, we demonstrated that NLRC5 plays an important role in the host defense against intracellular bacteria infection through regulating class I major histocompatibility complex (MHC class I) expression. In our preliminary experiments, we found that NLRC5 also regulated the pathogenesis of DSS-induced colitis and DSS plus AOM induced colon cancer. In this grant we propose to investigate the cellular and molecular mechanisms of NLRC5 in regulation of the pathogenesis of colitis and colon cancer. We will systemically analyze the phenotypes of DSS- induced colitis and DSS plus AOM induced colon tumorigenesis in NLRC5 deficient mice compared to wild-type control mice, intestigate whether and how NLRC5 affects cell survival and proliferation, find out the genes regulated by NLRC5, identify NLRC5 expressing cell types and the mechanisms of NLRC5 expression regulation, and screen for NLRC5 interacting partners to find out the signaling pathways which NLRC5 is involved in. The studies will provide important information and potential targets for the therapy of colitis and colon cancer.

我们的前期工作首次报道了先天免疫受体家族NLRs家族成员NLRC5的功能，发现NLRC5通过调控I类主要组织相容性复合体的转录表达，在宿主抵抗胞内菌感染方面发挥重要作用。我们在预实验结果中发现NLRC5也调控了肠炎和肠癌的病理。本课题拟深入研究NLRC5调控肠炎和肠癌发生发展的细胞与分子机制。我们将通过NLRC5基因缺陷小鼠建立DSS诱导肠炎和DSS加AOM诱导肠癌模型，系统分析肠炎和肠癌病理中NLRC5对细胞增殖、凋亡等的影响，NLRC5调控的下游基因谱，NLRC5的表达调控机制及表达NLRC5细胞类型鉴定，并通过酵母双杂交和质谱分析等手段筛选与NLRC5存在相互作用的分子，进而找出NLRC5在肠炎和肠癌病理中参与的信号通路及功能作用机制，为肠炎和肠癌的预防和治疗提供新的理论依据和潜在的分子靶点。

NLR家族在先天免疫和后天免疫中都起到了非常重要的作用。在先天免疫反应中，NLR家族成员对于细菌和病毒表面抗原分子的识别类似于Toll样受体，很多的NLR家族成员可以特异性的识别某些病原体的抗原分子，激活NF-kB信号转导进而诱导免疫炎症因子的转录和表达，其中某些家族成员还可以激活或促进炎症小体的组装来释放炎症因子，这些NLR家族介导的先天免疫通路在抗感染方面起到至关重要的作用。而NLR家族参与的后天免疫反应也很广泛，我们所关注的NLRC5就发现可以参与后天免疫反应，在我们之前的研究中显示NLRC5可以通过调控MHC I分子的表达来影响CD8 T细胞的发育和功能，进而参与到抗胞内菌的感染。我们同时也发现了NLRC5通过影响CD8 T细胞的功能来参与肠炎肠癌的发生发展中，在共孵育CD8 T细胞和抗原呈递细胞时，我们发现抗原呈递细胞中有炎症小体的组装和激活，进一步的研究发现NLR家族的另一个成员NLRP3可以控制这一过程中炎症小体的激活，因此NLR家族成员对于先天免疫和后天免疫系统的参与是密不可分的，NLRC5可以通过调控CD8 T细胞的发育和杀伤功能来影响感染疾病和肠炎肠癌，NLRP3则可以在CD8 T细胞对先天抗原呈递细胞的杀伤过程中激活炎症小体的组装，抗原呈递细胞通过炎症小体产生的炎症因子又可以正反馈CD8 T细胞，使得CD8 T细胞的增殖杀伤能力进一步加强，这一正反馈调节过程对于抗肿瘤免疫、抗宿主免疫排斥中都有很大的贡献。我们的研究进一步说明了NLR家族成员对于先天免疫和后天免疫反应密不可分的调控模式，为感染性疾病、抗肿瘤免疫反应以及抗宿主免疫排斥这些重大免疫疾病的预防和治疗提供了非常重要的理论依据。