ICOS/ICOSL通路调控Th9分化介导日本血吸虫病肝纤维化的分子机制

The mainly pathogenesis of schistosomiasis is the occurrence of egg granulomas in the liver and intestine, and can result in more severe liver fibrosis. In essence, antigen secreted by schistosome eggs induced continuous immune response of CD4+T cell. Our seminar in earlier research find that ICOSL/ICOS signal play a key role in the polarization of Th1, Th2, Th17 cells and Tfh cells and process of schistosomiasis. Th9 cells are a new subset of Th cells. Studies have confirmed that neutralization of IL-9, which is the functional factor of Th9 cells, could ameliorate hepatic fibrosis in mice infected with Schistosoma japonicum. We also find that the proportion of ICOS+cells in Th9 cells markedly improved. Therefore, we can conjecture: Th9 polarized immune response to schistosome involve in mediation of immunopathogenesis in schistosomiasis and regulation of Th9 polarization may be a new way to control teh development of hepatic fibrosis. This project intends to establish ICOS transgenic (ICOS-Tg) mice and ICOSL knockout (ICOSL-KO) mice as experimental animal models for schistosomiasis. To elucidate how ICOSL/ICOS signal pathway contributes to Th9 polarization and the molecular mechanism of Th9-mediated liver fibrosis formation. In addition, to investigate the different immune response characteristics between Th9 and other Th subsets. This project will be expected to explore a new effective way for prevention and treatment of hepatic fibrosis.

血吸虫致病主要是虫卵沉积诱发主的肝、肠等脏器肉芽肿病变并继发肝纤维化。其本质是CD4+T淋巴细胞对虫卵不断产生抗原的持续免疫应答。本课题组在前期系列研究中已证明ICOSL/ICOS信号可介导血吸虫致病期Th亚群(Th1/Th2/Th17/Tfh)极化并调节疾病进程。Th9是近年新发现的Th亚群。前期研究发现在感染血吸虫小鼠体内阻断Th9功能因子IL-9可减轻肝纤维化且Th9细胞上ICOS的表达呈显著上调。据此，提出科学假设“Th9细胞的极化参与了日本血吸虫病免疫病理的调节，调控Th9细胞的极化可能是控制肝纤维化发生和发展的新途经”。本项目应用ICOS-Tg/ICOSL-KO小鼠建立血吸虫病动物模型，体内外实验结合阐明调控ICOSL/ICOS信号通路对Th9极化并介导血吸虫病肝纤维化形成的分子机制，探讨Th9与其他Th亚群不同的免疫应答特征等重要科学问题，为血吸虫病肝纤维化的防治提供新思路。

目的：1. 探讨Th9细胞及其细胞因子IL-9在日本血吸虫病肝脏虫卵肉芽肿和纤维化的发生发展过程中发挥的作用；2. 以及ICOSL/ICOS共刺激信号对日本血吸虫病致病过程中Th9细胞分化增值的免疫调控作用。.方法：1. 动物实验将小鼠分为对照组、anti-IL-9组和IgG组。对照组为正常小鼠，anti-IL-9组为感染日本血吸虫小鼠腹腔注射 anti-IL-9抗体，IgG组为感染日本血吸虫小鼠腹腔注射 IgG抗体。感染9周，检测各组小鼠脾淋巴细胞中Th9细胞的比例，血清中IL-9的浓度，分析肝脏虫卵肉芽肿的病理变化以及肝脏组织内胶原面积的变化情况。细胞实验，分离小鼠的原代HSCs并分为对照组和刺激组，对照组在DMEM完全培养基中培养，刺激组在含IL-9的DMEM完全培养基中培养，收集细胞后检测α-SMA、Collagen-Ⅰ和Collagen-Ⅲ蛋白的表达水平。 2. 应用流式细胞术检测日本血吸虫感染不同时期ICOS-Tg小鼠及其野生型对照小鼠脾脏CD4+ T淋巴细胞中Th9细胞所占的比例；应用ELISA检测不同感染时期ICOS-Tg小鼠及其野生型小鼠血清中IL-9的表达水平；应用免疫组织化学方法观察并检测不同感染时期的ICOS-Tg小鼠及其野生型小鼠肝脏虫卵肉芽肿IL-9的表达水平。.结果：1. 感染小鼠体内阻断IL-9后肝脏脾淋巴细胞中Th9细胞的比例以及血清中IL-9的浓度显著下降，且肝脏虫卵肉芽肿病变和纤维化程度均明显减轻。分离的原代HSCs 经IL-9体外刺激后α-SMA、Collagen-Ⅰ、Collagen-Ⅲ蛋白的表达水平均明显高于对照组。 2. 日本血吸虫感染后ICOS-Tg小鼠脾淋巴细胞Th9的占比、血清中IL-9的浓度以及肝脏中IL-9的表达均明显高于同期野生型对照小鼠。.结论：Th9/IL-9能促进日本血吸虫病肉芽肿和肝纤维化发生发展，通过特异性的增强ICOSL/ICOS信号通路可调控Th9细胞极化，从而为有效控制血吸虫病肝纤维化以及 防止晚期肝硬化的发生发展提供新思思路。