IDO/AhR通路调控Th17/Treg细胞平衡的真菌性角膜炎免疫学发病机制及干预研究

Fungal keratitis is one of the most common vision-threatening ocular diseases in China, which innate immunity play an important role in the pathogenesis of fungal keratitis. Our previous study confirmed that Trem-1/Dectin-1 increased fungal invasive immune damage, while the intervention of innate immune could not completely prevent the disease progression. Recently, it has been found that the Treg/Th17 cell balance in adaptive immunity which regulated by indoleamine 2,3 dioxygenase (IDO) also take a significant role in the development of infectious diseases (Nature, 2016).Thus, our project intends to study the spatial and temporal expression pattern and regulatory role of Th17/Treg cell balance, as well as their related molecular-mediated immune response in the development of fungal keratitis based on the IDO-/- animal model; explore the signaling pathways and mechanisms of IDO-AhR regulating Th17/Treg cell balance and study the value of Th17/Treg cell immune regulation in the prognosis of fungal keratitis. Our results would enrich and improve the immunological pathogenesis theory for fungal keratitis, provide new targets for immunotherapy, and establish a new treatment mode based on combining IDO- immunomodulation and antifungal reagents.

真菌性角膜炎是我国最常见的致盲性眼病之一，天然免疫在真菌性角膜炎的发病中起重要作用，我们的前期研究证实Trem-1/Dectin-1通过促炎反应，加重真菌的侵袭性免疫损害，但天然免疫的干预并不能完全阻止疾病发展。近年来发现吲哚胺2,3双加氧酶(IDO)调控Treg/Thl7细胞的适应免疫在感染性疾病的发展中同样起着重要作用(Nature,2016)。本课题拟通过IDO基因敲除真菌性角膜炎动物模型，研究Th17/Treg 细胞平衡及其相关分子介导的免疫反应在真菌性角膜炎发生发展过程的时空表达规律及调控作用；探索IDO-Ahr调控Th17/Treg 细胞平衡的信号通路及机制，分析Th17/Treg 细胞免疫调节在干预真菌性角膜炎预后转归中的价值，丰富和完善真菌性角膜炎免疫学发病机制理论，为真菌性角膜炎的免疫治疗提供靶点，建立全新的基于IDO免疫调控联合抗真菌的治疗模式。

真菌性角膜炎是我国最常见的致盲性眼病之一，天然免疫在真菌性角膜炎的发病中起重要作用，我们的前期研究证实Trem-1/Dectin-1加重真菌的侵袭性免疫损害，但干预天然免疫并不能完全阻止疾病发展。本项目研究了Th17/Treg细胞及其相关分子在真菌性角膜炎中表达规律与真菌性角膜炎的转归之间的相关性，建立真菌性角膜炎炎症程度评估新指标，并阐明真菌性角膜炎中IDO-AhR及相关通路分子调控Th17/ Treg细胞平衡的机制，及对疾病转归的影响，包括Galectin-3和Piezo1。研发新型抗真菌药物缓释制剂胶原基HSAF复合膜，探索基于免疫疗法联合抗真菌制剂治疗真菌性角膜炎的疗效，建立真菌性角膜炎“免疫干预”联合“抗真菌”治疗新模式.实验结果表明，1. Th细胞相关因子表达谱规律及IL-6相关上下游细胞因子之间具有联动规律；Galectin-3在临床样品和动物模型中均表达显著升高，能够作为真菌性角膜炎潜在的生物标志物。2. IDO、Galectin-3、Piezo1在真菌性角膜炎中表达均明显上调，IDO与Galectin-3 均能够参与T 细胞的分化、生长、凋亡等多个生物过程，Galectin-3能够调节中性粒细胞募集，galectin-3敲除导致真菌性角膜炎恶化和真菌负荷增加；piezo1相关因子在真菌性角膜炎细胞模型、小鼠角膜中表达上调，巨噬细胞吞入孢子过程中骨架改变，阻断Piezo1可抑制细胞骨架相关因子表达。3. IL-6 拮抗剂抑制适应免疫CD3+T细胞和Th亚群水平，并且IL-6拮抗剂抑制真菌性角膜炎感染病灶的炎症反应。多组学阐明代谢物鞘脂在真菌性角膜炎中的代谢通路全景，及转录组层面的作用机制；采用改良方法从产酶溶杆菌提取出的鞘脂合成抑制剂HSAF，针对HSAF溶解性差的特点构建胶原基HSAF复合膜，对真菌性角膜炎有良好的治疗效果，建立真菌性角膜炎“免疫干预”联合“抗真菌”治疗新模式。.上述研究结果已经在Bioeng Transl Med (IF 10), Int Immunopharmacol，Dis Markers等期刊发表论著4篇，形成专利两项。本研究成功丰富了真菌性角膜炎免疫学发病机制理论，建立了新的抗炎抗感染治疗策略，并发展了全新的抗真菌感染治疗模式。