共免疫疫苗诱导特异性免疫耐受中诱捕炎症细胞的分子新机制研究

Antigen specific treatment of allergy and autoimmune disease has been proposed but still is challenging due to unclear mechanism in vivo. Recently we discovered a novel vaccine called "Co-immunization Vaccine" inducing regulatory T cells. Co-immunization Vaccine induces antigen-specific Treg in vivo, suppressing inflammation in animal models of allergic asthma, allergic dermatitis and type 1 diabetes, in antigen specific manner. Therefore, this vaccine can be called as "Toleragenic Vaccine". To elucidate its suppressive mechanism in vivo, based on our preliminary data, we propose a "Immune Cell Entrapment" hypothesis, which is "CD25 negative iTreg induced by Co-immunization Vaccine set up a trap in draining lymph node with Ag specific APC to lure, trap and eliminate disease causing T cells". To test this hypothesis, we will investigate 1) suppressive locations and, homing regulations of the CD25 negative iTreg; 2) changes of microenvironment by the CD25 negative iTreg; 3) entrapment and elimination of the inflamed T cells, in an antigen specific asthma model. These results will fill our knowledge gap between the mechanism inhibitions of iTreg in vitro from in vivo, and will break a new ground for the antigen specific tolerance treatment against allergic and autoimmune diseases with the toleragenic vaccination approach.

特异性免疫耐受干预是针对过敏性疾病和自身免疫性疾病的理想手段，但特异性耐受的体内机制是瓶颈问题。本实验室曾发现一种诱导特异性耐受的新疫苗，“共免疫”疫苗。此疫苗诱导机体产生CD25阴性iTreg细胞（CD25- iTreg cells），从而产生特异性免疫耐受达到抑制或治疗疾病作用。但此细胞如何在体内产生抗原特异性耐受的机制不清楚，所以本项目针对“共免疫”疫苗诱导特异性耐受的体内作用机制这一科学问题，提出疫苗诱导的抗原特异性 iTreg 在引流淋巴结中建立诱捕点，捕获和缴械炎症T细胞，从而建立特异性免疫耐受的假说。通过研究此iTreg在体内的作用位点、归巢定位机制、对位点微环境的重构、对炎症T细胞的诱捕、及对诱捕到的炎症T细胞进行抑制或使其无能，探明此疫苗诱导特异性免疫耐受的新型免疫诱捕理论。该假说如果能被证实，将对特异性免疫耐受机理研究、自身免疫性疾病的耐受疫苗开发提供理论基础。

特异性抑制过度激活的炎症反应是治疗和控制自身免疫疾病和过敏性疾病重要免疫手段，并逐步得到重视，并成为研究的热点。尽管如此，其体内作用机制仍不清楚限制这一领域发展。本实验室在前期研究工作发现了一类基于共免疫疫苗在动物体内可以诱导出iTreg细胞，并实施体内抗原特异性抑制作用。基于前期这些发现结果，本申请课题提出了“疫苗诱导的抗原特异性 asTreg（antigen specific Treg）在引流淋巴结中建立诱捕点，捕获效应T细胞（Teff），从而建立特异性免疫耐受”的假说。为回答Treg体内行使抗原特异性抑制的机制问题，本研究在开始阶段提出iTreg细胞可能通过“特异性甄别 Single Out Model”或者“特异性检查点Check Point Model”两种可能存在的机制对 Teff细胞进行抑制。所以，本实验设计了特异性和非特异性两种Treg细胞治疗哮喘模型，证明抗原特异性诱导 asTreg可通过体内的过继转移实验达到抗原特异抑制的证据。并发现绿色荧光蛋白标记的asTreg细胞，1）在炎症局部的淋巴结中受到特异抗原的刺激，其表面的S1p1基因表达下调定并植于此，从而建立起“检查点”关卡，通过对来往的细胞进行检查，只对可以识别相同抗原的Teff细胞进行扣留（通过下调Teff S1p1表达达到的），并控制其Teff细胞的炎性激活；2）定植局部淋巴结的asTreg通过改变趋化因子微环境，促使肺部浸润炎性Teff细胞洄流淋巴结，从而进一步减轻肺部炎症，控制哮喘。这些结果验证了“特异性检查点”的机制的正确性。且这一作用机制的关键开关在于asTreg受到了局部特异性抗原的刺激其S1p1基因表达下调，而没有特异抗原刺激下，S1p1基因表达不受影响，所以也不会产生这一特异性抑制作用。从而解释体内asTreg细胞可以行使抗原特异性的免疫抑制的关键科学问题。证明了抗原特异性免疫耐受关键位置和靶点，并提出基于趋化运动网络调控的体内特异性造成免疫耐受机制。本研究结果回答了申请书中提出的所需要回答关键科学问题。