检索历史 清除

摘要T淋巴细胞，主要包括CD8+与CD4+T细胞，是在胸腺中发育完成的，在细胞免疫和体液免疫过程中发挥关键功能的细胞。T前体细胞从骨髓迁移到胸腺并在那里首先分化成CD4–CD8–双阴性(DN, double-negative)胸腺细胞。DN胸腺细胞进一步发育为CD4+CD8+双阳性(DP, double-positive)胸腺细胞，DP胸腺细胞经历阳性选择和阴性选择后，分化为CD4+或CD8+单阳性(SP, single-positive)胸腺细胞。SP胸腺细胞迁移到外周淋巴器官并在那里进一步成熟为幼稚CD4+或CD8+T细胞。白介素7(Interleukin-7, IL-7)信号对于胸腺细胞的发育和存活至关重要，IL-7受体α链(Interleukin-7receptorα,IL-7Rα,由Il7r基因编码)与共同的γ链(commonγchain)组成IL-7的受体(Interleukin-7 receptor, IL-7R)。IL-7R在细胞膜上分布，负责接收并转导IL-7信号。SP胸腺细胞高表达IL-7Rα并依赖IL-7信号存活，然而在SP胸腺细胞中调控IL-7Rα表达的转录因子却并不清楚。<br>　　肝X受体(liver X receptors, LXRs)是核受体(NRs, nuclear receptors)家族成员，这一类受体与配体结合后才能发挥其基因转录功能。LXRs包括2个亚型，LXRα(由Nr1h3基因编码)与LXRβ(由Nr1h2基因编码)。LXRα主要在代谢活跃的组织表达，如肝脏、肠道、肾脏、脾脏和脂肪组织；而LXRβ是广泛性的表达。LXRs的内源性激活配体包括氧化甾醇(oxysterols)、胆固醇生物合成的中间前体如链甾醇(desmosterol)以及合成的激动剂如GW3965和T0901317等。LXRs是调节胆固醇和脂质代谢的关键转录因子,也在调节免疫反应方面具有重要功能。例如，LXR活化后通过反式抑制炎症基因的表达在多种炎症性疾病小鼠模型中发挥抗炎作用；在细菌感染时，LXRα通过上调抗凋亡因子SPα的表达促进巨噬细胞存活；LXR活化后诱导的Mer表达是巨噬细胞吞噬凋亡细胞的关键因子；LXR激动剂通过诱导T淋巴细胞中ABCG1的表达促进胆固醇外流，从而表现出抗增殖作用；LXR的活化抑制了TH17的分化，其机制为LXR下游分子SREBP1c与芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor, Ahr)相互作用，从而抑制了Ahr控制的Il17基因的转录。尽管有这些进展，但关于LXRs在T细胞发育中的作用却知之甚少。<br>　　本课题围绕着LXRs在T细胞发育中的作用及其机制进行了深入研究，并得到了以下三个方面的结论：<br>　　1.LXRβ在单阳性胸腺细胞的维持过程中是必需的。<br>　　与野生型(WT, wild-type)小鼠相比，LXRβ敲除(βKO,LXRβknock-out)小鼠胸腺细胞中CD4单阳性(CD4SP)与CD8单阳性(CD8SP)胸腺细胞的频率和数量明显减少，而DP及DN细胞的频率和数量无明显改变。同时，βKO小鼠外周血、脾脏及淋巴结中的幼稚CD4+及CD8+T细胞的频率和数量明显低于WT小鼠，βKO小鼠脾脏中最新胸腺迁出细胞(RTE, recent thymic emigrant)的频率与数量也明显低于WT小鼠。另一方面，在βKO与WT小鼠的骨髓(bone marrow, BM)细胞等比例混合回输的BM重建小鼠模型中，βKO来源的CD4SP与CD8SP细胞及脾脏中CD4+及CD8+T细胞明显少于WT来源的，虽然它们的脾脏T细胞的存活与稳态增殖能力没有明显差别。此外，LXR激动剂T0901317的处理可以明显提高WTSP胸腺细胞频率，而βKOSP胸腺细胞没有明显的变化。<br>　　2.LXRβ在单阳性胸腺细胞的存活中发挥关键作用。<br>　　为了探究LXRβ缺失后SP胸腺细胞减少的原因，我们首先检测了DP胸腺细胞表达CD69、TCRβ、CD24、CD5等标志分子的水平及由不同强度或无TCR信号刺激导致的DP胸腺细胞的死亡情况。结果表明，βKO与WTDP胸腺细胞中的标志分子表达水平以及DP胸腺细胞的死亡程度均无明显差别，说明了LXRβ的缺失对于DP胸腺细胞的阳性选择和阴性选择没有明显影响，表明了SP胸腺细胞的减少不是由DP向SP胸腺细胞发育障碍导致的。接下来我们检测了SP胸腺细胞的存活和增殖能力。结果表明，βKO小鼠的SP胸腺细胞的存活能力明显低于WT小鼠，而增殖能力却无明显差异。由于IL-7信号对于SP胸腺细胞的存活至关重要，我们进一步检测了SP胸腺细胞中的IL-7信号通路，发现βKOSP胸腺细胞的IL-7Rα表达水平、Stat5的磷酸化水平和Bcl2的表达水平均明显低于WTSP胸腺细胞，表明了βKOSP胸腺细胞存活缺陷是由于IL-7Rα-Bcl2轴的表达减少所致。<br>　　3.LXRβ直接调控IL-7Rα的转录。<br>　　βKO小鼠SP胸腺细胞中Il7r转录本的水平低于WT小鼠，LXR激动剂处理后Il7r转录本的水平升高，暗示了LXRβ可能在转录水平调控IL-7Rα的表达。另一方面，我们发现在SP胸腺细胞中，已知的调控Il7r转录的转录因子Foxo1、Foxp1和TCF-1(由Tcf7基因编码)的转录本水平并没有明显的变化，暗示了βKOSP胸腺细胞中Il7r转录本的减少与这些转录因子没有直接的关系。另外，在一个已发表的在小鼠巨噬细胞中的ChIP-seq数据中，LXRβ能结合到Il7r的5’调控区，因此，我们在CD4SP胸腺细胞中做了ChIP-qPCR实验，发现LXRβ一样能结合到Il7r基因的5’调控区。并且，体内报告基因实验证实LXRβ激活后促进了Il7r的转录。这些结果表明LXRβ直接促进了Il7r的转录。此外，过表达LXRβ或者IL-7Rα-Bcl2轴都能回复LXRβ缺失导致的SP胸腺细胞存活的缺陷，进一步说明了LXRβ通过调控IL-7信号通路维持SP胸腺细胞的存活。<br>　　综上所述，本课题研究了LXRs在T细胞发育中的作用及其机制，发现了LXRβ在T细胞发育过程中发挥了促进SP胸腺细胞存活的功能，阐述了LXRβ直接调控IL-7Rα的表达从而促进SP胸腺细胞存活的分子机制。本课题找到了LXRβ的一个新的靶分子IL-7Rα，拓展了LXRs在T细胞发育方面的功能，阐述了LXRβ在IL-7Rα表达调控中的作用是细胞类别依赖和代谢非依赖的一种新观点。