rAAV9-galectin-9激活Tim-3/Galectin-9信号通路预防和控制呼吸道合胞病毒感染气道炎症

Infections with respiratory syncytial virus (RSV) in infants and children are the leading cause for lower respiratory tract infection in the worldwide. Prevention and control airway inflammation are the important treatment in RSV-induced disease. Recent studies have shown that Th17 cells play a pivotal role in mediating airway inflammation in RSV-induced disease. T cell immunoglobulin and mucin domain (Tim)-3 is a transmembrane protein which is preferentially expressed on activated Th17 cell. Galectin-9(Gal-9) acts as a ligand of Tim-3, Binding of Gal-9 and Tim-3 will provide an inhibitory signal and result in apoptosis of Th17 cells. In this project, we constructed a recombinant adeno-associated virus9-galectin-9, which made the RSV-induced mouse model highly expression of galectin-9, therefore it can activate Tim-3/Gal-9 pathway, induce Th17 cells apoptosis and inhibit airway inflammation in RSV-induced disease. We demonstrate the mechanisms of Tim-3/Gal-9 pathway in RSV-induced airway inflammation through animal and clinical trials at the level of molecular, cellular and system, including regulation Th17/Treg balance and cell apoptosis，in order to provide theoretical and experimental basis for the mechanism and clinical therapy in RSV-induced airway inflammation.

呼吸道合胞病毒(RSV)是全球范围内婴幼儿下呼吸道感染最常见的病原，预防和控制RSV感染所致气道炎症是治疗的关键。研究证实Th17细胞在RSV感染导致气道炎症中起关键作用。Tim-3是一种优先表达于Th17细胞表面的跨膜蛋白，Galectin-9（Gal-9）是Tim-3配体（Tim-3L），两者结合后，激活Tim-3/Gal-9信号通路，向Th17细胞提供抑制性信号，诱导Th17细胞凋亡。本项目以Tim-3/Gal-9通路作为干预靶点，构建rAAV9-galectin-9，使RSV感染小鼠模型高表达galectin-9，激活Tim-3/Gal-9通路，诱导Th17细胞凋亡，从而抑制气道炎症及气道高反应性，并通过动物和临床实验在分子、细胞和整体水平阐明Tim-3/Gal-9通路作用机制，包括Th17/Treg平衡、细胞凋亡等，为RSV感染气道炎症机制的研究和临床治疗提供理论和实验依据。

呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus, RSV)是全球范围内婴幼儿下呼吸道感染最常见的病原。RSV感染的发病率、死亡率呈逐年增高趋势，且RSV感染是以后发生哮喘的高危因素，对人类健康构成了巨大威胁。RSV感染后气道的特征性病理变化为气道炎症、粘液生成增加及气道高反应性。近年来越来越多的证据表明Th17细胞介导的免疫应答在RSV感染的气道炎症等病理变化中起了重要作用。T细胞免疫球蛋白域粘蛋白域蛋白-3（T cell immunoglobulin and mucin domain-3）是一种优先表达在活化的Th1、Th17及CD8+T细胞等细胞表面的跨膜蛋白，半乳糖凝集素-9（galectin-9）作为Tim-3的配体持续表达于Treg细胞表面，两者结合后抑制T细胞免疫应答。因此Tim-3/ Gal-9通路可能在RSV感染引起的气道炎症中发挥关键作用，成为RSV感染防治的新靶点。rAAV作为一种基因导入系统具有安全性好，给药途径方便，其中rAAV9 在肺部表达转染率高等特点，因此本项目以RSV感染小鼠模型为研究对象，观察RSV感染过程中Tim-3/Gal-9的表达；利用rAAV9- Gal-9通过动物模型进行体内外干预试验，观察对RSV感染致气道炎症及气道高反应性发生和发展的影响。研究结果发现，rAAV9- Gal-9细胞水平干预抑制 RSV 感染小鼠PBMCs中 Th17 及IL-17的表达，升高 Treg 细胞及IL-10的水平；在动物模型体内干预中，给予rAAV9- Gal-9，RSV感染小鼠肺组织炎症明显减轻，粘液相关基因MUC5aca 和 Gob5降低，Treg 生成增多，Th17 表达减少同时促进RSV清除。其中在体内表达中rAAV9-Galectin-9减少RSV感染小鼠,肺组织病理评分约64%；降低Th17 细胞水平约43.3%，升高Treg 细胞约39.8%；RSV-N mRNA及RSV抗原水平均持续减少一直持续到RSV感染后8天。本项目的科学意义在于提出了一种全新的干预靶点，通过构建rAAV9- Gal-9激活Tim-3/ Gal-9通路，诱导Th17细胞凋亡，调控Th17/Treg细胞的平衡，从而抑制RSV感染气道炎症。为以Tim-3/ Gal-9为分子靶点预防和控制RSV感染气道炎症的临床应用提供理论和实验基础。