核心岩藻糖基转移酶调节前B细胞增殖、分化的作用机理研究

前B细胞增殖、分化被认为是B细胞发育的关键环节。核心岩藻糖基转移酶 (Fut8)基因敲除导致前B细胞与基质细胞相互作用能力低下；前B细胞增殖、分化必需的转录因子表达量下降及其克隆产生能力减弱，说明Fut8对前B细胞的增殖、分化至关重要，但其作用机理尚未阐明。本课题基于Fut8通过修饰蛋白质的核心岩藻糖基化来调控细胞与细胞之间的识别、信号传导、细胞增殖、分化的研究基础，利用前B细胞株、Fut8基因沉默前B细胞株、Fut8转基因前B细胞株，建立各种前B细胞与基质细胞相互作用模型，采用共聚焦显微镜、流式细胞仪、RNA干扰、实时定量PCR等方法，以免疫突触形成、Pre-BCR介导的信号传导及转录因子表达为主线，探讨Fut8在前B细胞增殖、分化中的作用机理。本研究不仅能为指导揭示早期B细胞分化发育规律提供科学依据，并且为阐明早期B细胞分化异常相关性疾病的诊治提供新的理论基础。

研究背景：在骨髓，B细胞发育经过祖B细胞(pro-B)、前B细胞(pre-B)、不成熟B细胞及成熟B细胞阶段。其中前B细胞增殖、分化是B细胞发育的关键环节。参与前B细胞增殖、分化过程的大多数免疫分子是糖蛋白，但人们长期只重视免疫分子中的蛋白质部分功能，却忽略了糖蛋白分子上的糖链功能。核心岩藻糖基转移酶(Fut8)通过修饰蛋白质的核心岩藻糖基化来调节蛋白质分子间相互作用、细胞与细胞之间的识别、膜蛋白的表达、细胞信号传导和细胞增殖。.主要研究内容：在建立Fut8基因沉默前B细胞(7OZ/3-KD细胞)模型、Fut8基因沉默基质细胞(ST2)模型、Fut8基因重新恢复细胞(7OZ/3-KD-re细胞)模型及Fut8-/-小鼠模型的基础之上，深入研究Fut8在前B细胞增殖、分化过程中的作用机理。.重要成果：1) VLA-4和VCAM-1分子富有核心岩藻糖基结构，前B细胞与基质细胞的Fut8基因缺损使VLA-4/VCAM-1的亲和力低下，导致前B细胞克隆形成能力减弱，而其细胞内重新导入Fut8 基因，VLA-4/VCAM-1亲和力及克隆形成能力重新得到恢复，说明Fut8 表达能调节VLA-4/VCAM-1的结合能力；2) 与Fut8+/+小鼠相比，Fut8-/-小鼠骨髓中pre-BCR+CD79blow细胞数量明显减少；3) Fut8基因沉默使70Z/3-KD细胞膜上pre-BCR组合受阻，而重新导入Fut8基因使70Z/3-KD细胞的pre-BCR组合又得到回复。其原因是核心岩藻糖基缺损导致μHC和λ5之间的相互作用能力减弱；4) 在70Z/3-KD细胞中Pre-BCR介导的CD79a及Btk酪氨酸磷酸化减弱，而在70Z/3-KD-re细胞中又得到恢复，表明μHC的核心岩藻糖基化能调控pre-BCR组合，以此调节前BCR细胞内信号和pre-B细胞分化增殖；5) 与野生型小鼠（Fut8+/+小鼠）相比，Fut8-/-小鼠前B细胞的Tcfe2a, Ebf1, Pax5, Cd79a and Cd79b表达量下降，并导致前B细胞发育异常；6) 与Fut8+/+小鼠相比，Fut8-/-小鼠外周血液中IgG3及IgM含量明显下降。.项目科学意义：进一步揭示了早期B细胞分化发育规律，为早期B细胞分化异常相关性疾病，如无免疫球蛋白血症及B淋巴细胞性白血病，的诊治提供新的理论基础。