KLRG1介导的T细胞终末分化在机体抗结核免疫反应中的作用及其机制探索

As an indicator of T-cell terminally differentiation in anti-virus infection, killer cell lectin-like receptor G1 (KLRG1) is postulated to be a marker of short-lived effector CD8+ T cells. Recently, it was reported that KLRG1 might contributed to the sustained turnover of terminally differentiated effector CD4+ T cells during chronic Mtb (Mycobacterial tuberculosis) infection in mice. Besides that, our cohort study in TB patients suggests that the expression of KLRG1 on CD4+ T cells is related with TB morbidity through influencing the secretion of multi-functional cytokines and activated state of antigen-specific CD4+ T cells. In this study, we propose to confirm the role of KLRG1 in the terminally differentiation of CD4+ T cells and anti-TB immune responses in our cohort, by further analyzing the function of KLRG1 in cell proliferation and differentiation in responses to Mtb infection. Furthermore, the signaling pathway participated in KLRG1 mediated T-cell terminally differentiation will be explored by starting with the cell cycle pathways. These results will facilitate our understanding of anti-TB immune responses and provide optimism for the development of anti-TB vaccines and adjuvants with greater efficacy.

杀伤细胞凝集素样受体G1（Killer cell lectin-like receptor G1, KLRG1）是抗病毒免疫应答中短期效应性CD8+ T细胞的分子标记，该分子的表达标志着T细胞进入了终末分化状态。近年来，使用小鼠模型的研究报道提示，KLRG1能够通过调节效应性CD4+ T细胞的终末分化状态，参与机体抗结核免疫应答调控。前期实验中，我们建立了结核病临床研究队列，并利用流式分析技术初步证明，CD4+ T细胞KLRG1的表达水平与感染者的发病情况、多功能细胞因子的分泌能力和细胞活化状态相关。在此基础上，本研究拟进一步通过对细胞增殖能力和分化能力等的检测，评估KLRG1对CD4+ T细胞终末分化状态的调控作用以及抗结核免疫应答的影响。并将从细胞周期信号通路出发，初步探索其调控的分子机制。研究结果将有助于更深入地了解机体抗结核免疫反应，并为设计研发更有效的抗结核疫苗和佐剂提供思路。

CD4细胞介导的免疫反应对于机体抗结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)感染的免疫保护至关重要，但是，在Mtb慢性感染中，机体如何维持T细胞免疫反应还不甚清楚。在病毒急性感染模型中，KLRG1是一种短期效应性CD8 T细胞的分子标志物。研究发现，在小鼠Mtb感染模型中，KLRG1在CD4细胞上的表达与机体抗结核菌感染的免疫保护负相关。但是，还尚未有人研究过KLRG1对于结核病人的作用。基于此，本课题利用活动性结核病人标本，系统性阐述了KLRG1及其代表的终末分化CD4 T细胞亚群在Mtb感染中的作用：研究结果显示，与健康人群和非结核肺部疾病患者相比，活动性结核病人CD4细胞表面表达KLRG1的比例更高；尽管KLRG1+ CD4细胞亚群分泌细胞因子的能力更强，但这部分细胞更加容易发生凋亡，其存在依赖于记忆T细胞对其源源不断的分化；由于该群细胞的生命周期较短，其大量分化会打破机体的免疫平衡，而KLRG1通路的阻断则能够在不明显改变细胞生命周期的前提下，显著提高机体抗Mtb感染的免疫应答，该效应由Akt信号通路所介导。因此，我们的研究结果提示，Mtb感染导致机体的CD4 细胞更多地分化为保护效力更弱的KLRG1+细胞，而该信号通路的抑制能够通过Akt通路提高机体抗结核菌感染的免疫保护效力。该部分数据发表在传染病领域Top期刊The Journal of Infectious Diseases等杂志。.另外，我们在国际上首次使用仙台病毒作为抗结核疫苗载体，并构建了一株表达Mtb免疫优势抗原Ag85A和Ag85B的新型结核疫苗SeV85AB。通过小鼠模型，我们证明了该疫苗能够诱导有效的抗原特异性T细胞免疫反应和一定的抗结核菌感染的免疫保护效力。重要的是，该疫苗能够诱导较高水平的肺组织定居记忆性T细胞，这部分记忆细胞能够长期定殖于肺组织局部，在Mtb感染早期，该记忆细胞能够快速地响应并启动免疫反应。在这部分研究中，我们首次利用四聚体染色，尾静脉染色和KLRG1/CXCR3来定义肺组织定居记忆性CD4 T细胞，从而提供了一种检测肺组织定居记忆T细胞的方法，并再一次证明了KLRG1在疫苗诱导的抗结核菌感染免疫保护的作用。这部分数据发表在免疫治疗领域的Top期刊Molecular Therapy等杂志。