大西洋鲑T-bet和GATA-3对Th1/Th2型免疫应答的调控及其应用探索

The Th1 and Th2 cells are CD4+T cell subsets, which can induce cellular and humoral immune responses and play important role in transmission and modulation of antigen signals. The development of these two Th subsets is dependent on transcription factors T-bet and GATA-3 in manmals, respectively. In fish, T-bet and GATA-3 have been identified. However, the essential mechanism of T-bet and GATA-3 in CD4+T cell differentiation remains unknown. In this project, we will use Atlantic salmon as animal model, study the involvement of T-bet and GATA-3 spliced variants in the regulation of Th1/Th2 cytokines promoter in vitro, and the Th1/Th2 cytokines immune response after over expressing or RNA interference of T-bet and GATA-3 proteins in vivo. These results will reveal the mechanism of T-bet and GATA-3 spliced variants in regulation Th1/Th2 immune response in fish. In addition, the cytokine proteins stimulation and antibody neutralization test will be used in this project, to study feedback regulation of Th1/Th2 cytokine immune response on T-bet and GATA-3 in vivo and in vitro. Furthermore, we will also study the anti-infection and potential application as immunological adjuvants by over expression of T-bet and GATA-3 proteins in Atlantic salmon. The results of this project will deepen our understanding of the regulation of T-bet and GATA-3 in Th1/Th2 activation and provide insights to the development of fish immunological adjuvants.

T-bet和GATA-3分别是辅助性T细胞I型(Th1)和II型(Th2)细胞亚群的标志性转录因子。在鱼类中，T-bet和GATA-3已经被发现，且存在着独特的剪切亚型，但它们在Th1/Th2细胞亚群分化过程中的作用完全不清楚。鉴于此，本项目拟以大西洋鲑为动物模型，通过研究T-bet和GATA-3不同剪切亚型对Th1/Th2指示性细胞因子的激活效应，以及体内过量表达及干扰表达后的Th1/Th2型免疫应答特点，阐明T-bet和GATA-3不同剪切亚型对Th1/Th2型细胞免疫应答的调控作用；同时利用蛋白诱导和抗体中和试验，确定Th1/Th2型免疫应答对T-bet和GATA-3的反馈调控方式。基于以上研究，项目还将进一步揭示T-bet和GATA-3不同剪切亚型在体内诱发的抗感染效应和佐剂效应。本项目的研究结果将加深我们对鱼类T-bet和GATA-3免疫功能的了解，同时为疫苗佐剂的研发开拓思路。

辅助性T（Th）细胞在哺乳动物特异性免疫应答信号转递过程中起重要作用，鱼类中已发现Th细胞标志性的转录因子和细胞因子，如T-bet、GATA-3、IFNγ、IL-4、IL-17等，但目前仅局限与基因的克隆表达分析，Th细胞的作用机制及其与哺乳动物之间的差异亦未知。.本项目围绕鱼类Th细胞的分化与免疫应答，我们研制了T-bet、GATA-3、IL-4/13a的抗体，并制备了多个Th免疫应答重要细胞因子的报告基因载体。我们发现大西洋鲑GATA-3的两个剪切体，但只有全长基因蛋白具有转录功能。项目研究了T-bet在鱼类粘液免疫系统中表达的特点，结果显示T-bet和IL-22、NKFF、IFNγ可以在粘液组织中协同作用参与鱼体对杀鲑气单胞菌的免疫应答。此外，我们利用大西洋鲑T-bet、GATA-3和TGF-β的真核表达载体，检测了体内过量表达T-bet、GATA-3和TGF-β基因对杀鲑气单胞菌和鳗弧菌侵染速度产生的一定的影响，但没有对宿主产生显著的保护效率，也没有发现其对鲑鱼甲病毒SAV灭活疫苗明显的佐剂效应。我们还发现SLP-2基因可以活化的NFκB信号通路，上调IL-2的表达，说明该基因可以促进T细胞的激活及Th细胞的极化。Th17主要转录因子RORα和RORγ在鱼体内过量表达对T-bet、GATA-3和IL-17细胞因子家族有一定的调控作用，发现鱼类中存在着与哺乳动物类似的Th细胞极化平衡的特点。本项目的研究结果将为深入研究鱼类T细胞的激活及辅助性T细胞的极化提供了重要的数据和检测工具。