Mfn2/Orai1介导的SOCE在脓毒症细胞免疫功能紊乱中的作用和机制研究

The dysfunction of CD4+T cells is a hallmark of sepsis-induced immunoparalysis, and is associated with mortality in sepsis. Store-operated Ca2+ entry (SOCE) is a mechanism used by many cells types including lymphocytes to increase intracellular Ca2+ concentrations to initiate signal transduction. Ca2+ release activated Ca2+(CRAC) channels constitute one of the most important pathways for calcium entry especially that of store-operated calcium entry (SOCE).The protein Orai1,a structural component of the CRAC channel, is located in the cell surface membrane and needs to interact with other proteins for its proper function. Our previous studies have indicated that Mfn2 regulates the immune function through SOCE in CD4+T cells. Moreover, The preliminary studies demonstrate that Mfn2 physically interacts with Orai1.Thus, Mfn2 may be a new activator of Orai1, and the dysfunction of CD4+T lymphocyte in sepsis may due to Mfn2/Orai1-SOCE signalling pathway.In current experiments, the effect and mechanism of Mfn2/Orai1-SOCE in CD4+T lymphocyte immune functions and sepsis-mediated CD4+T lymphocyte dysfuction were identified in patients and mice.

CD4+T细胞免疫功能紊乱所致的“免疫麻痹”是脓毒症患者预后不良的关键因素。Orai1介导的钙池操纵的钙内流（SOCE）决定着CD4+T细胞免疫功能状态，但其在脓毒症“免疫麻痹”中的作用和机理尚未阐明。最新研究发现，Orai1分布于细胞膜表面，因而不能直接感知细胞内钙离子的耗竭，其激活依赖于其他分子的参与。项目组前期研究证实，线粒体融合蛋白2（Mfn2）对CD4+T细胞免疫功能的调控与SOCE水平密切相关，且预实验研究发现Mfn2能够与Orai1直接相互作用。因此我们推测Mfn2可能是Orai1新的调控分子。本项目通过动物实验和临床研究相结合，从整体、细胞和分子水平三个层面探讨Mfn2/Orai1-SOCE在脓毒症CD4+T淋巴细胞免疫功能改变和意义，分析Mfn2与Orai1间的作用方式，最终阐述调控Mfn2/Orai1-SOCE在脓毒症治疗中的应用价值。

CD4+T细胞免疫功能紊乱所致的“免疫麻痹”是脓毒症患者预后不良的关键因素。Orai1介导的钙池操纵的钙内流（store-operated calcium entry，SOCE）决定着CD4+T细胞免疫功能状态，但其在脓毒症“免疫麻痹”中的作用和机理尚未阐明。众多研究证实，Orai1分布于细胞膜表面，因而不能直接感知内质网（endoplasmic reticulum，ER）钙离子的耗竭，其激活依赖于其他分子的参与。前期研究发现，线粒体融合蛋白 2（mitofusin-2，Mfn2）的表达水平决定着 CD4 + T淋巴细胞的免疫功能状态。预实验结果提示Mfn2与Orai1存在直接相互作用，因此推测，Mfn2是Orai1-SOCE新的调控分子。本项目探究了Mfn2/Orai1-SOCE在脓毒症细胞免疫功能紊乱中的作用和可能机制研。研究结果表明：（1）上调 Mfn2 表达能够提高T细胞SOCE水平，增强细胞免疫功能，提高NFATs 的表达，同时伴随着 Orai1表达的增加，反之干扰 Mfn2 表达效应完全相反。（2）Mfn2对T细胞的SOCE及免疫功能依赖于Orai1。（3）Mfn2与Orai1蛋白间存在相互作用。（4）体内实验发现脓毒症小鼠脾脏CD4+T细胞免疫功能抑制，NFAT及SOCE通路抑制，Orai1和Mfn2表达下降。而过表达Orai1能改善脓毒症小鼠脾脏CD4+T细胞免疫功能和器官损伤。该项目研究成果为脓毒症免疫免疫功能障碍提供新的靶点和依据。