【摘要】： 白介素27(IL-27)是一个IL-12相关的多功能的细胞因子,它在免疫和炎症发生的过程中表现出似乎相互矛盾的作用。IL-27包含p28和EBB两个亚基,作用于WSX-1亚基(也叫作TCCR)和gp130亚基构成的异二聚体受体(IL-27R)传递信号。很多类型细胞如T细胞、自然杀伤细胞、B细胞、单核细胞、肥大细胞和中性粒细胞都表达IL-27R。IL-27R与配体的结合诱导了胞内的信号途径,包括Janus kinases(JAK)和STAT转录因子。起初IL-27被认为通过诱导Ⅰ型辅助性T细胞(TH1 cells)的分化而促进炎症的发生。很多研究表明,在TH1分化的早期,IL-27诱导转录因子T-bet的表达,T-bet可上调初始CD4+T细胞IL-12受体的β2亚单位(IL-12Rβ2)的表达,使其获得对IL-12的反应性;也有研究表明,IL-27可以不依赖于T-bet而促进TH1分化。然而,在许多感染和自身免疫疾病动物模型中,缺乏IL-27受体的小鼠在TH1和TH2型反应中都发展成为过度的病理性炎症反应,这表明IL-27有抗炎作用。就IL-27的抗炎机制而言,IL-27可通过抑制活化的CD4+T细胞IL-2的产生而抑制其增殖。IL-27还能在很多动物模型中如实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE,多发性硬化的动物模型),抑制产IL-17的辅助性T细胞(TH17细胞)介导的炎性反应。最近的研究还发现了IL-27的另一个新功能,即IL-27能诱导产生IL-10的调节性T细胞的产生,IL-10参与IL-27对IL-17的抑制作用,但不为IL-27抑制Th1细胞IL-2的产生所必需。在继发性转移而形成的EAE模型中,IL-10介导了IL-27对脑膜自身反应性T细胞的抑制作用。IL-27的抗炎和促炎作用有待于进一步研究。 MHCⅡ类分子和它们的辅助分子,如恒定链(Ii)和非经典的MHCⅡ类分子(DM和DO)在胸腺分化(thymic education)的过程中限制机体对自身和外源性抗原的免疫反应有重要作用,他们的表达也对外周T细胞激活至关重要。MHCⅡ的表达被很多细胞因子包括干扰素-γ(IFN-γ)调控,IFN-γ能通过上调免疫细胞MHCⅡ的表达而增强免疫反应。MHCⅡ基因的转录主要由一个关键的的调节子,Ⅱ类转录活化子(classⅡtransactivator,CIITA)控制,CIITA的基因至少包含3种不同的启动子(CIITApⅠ、CIITApⅢ和CIITApⅣ),这些启动子表现出组织细胞特异性的激活及对细胞因子的不同反应性。 我们的研究主要集中在探讨IL-27促炎的机制。首先我们观察了IL-27对内皮细胞的免疫调控作用。IL-27刺激人脐静脉内皮细胞(HUVECs)可快速诱导干扰素调节因子1(IFN regulatory factor-1,IRF-1)的表达,并显著升高CIITA亚型Ⅳ的表达。与CIITAⅣ的表达相一致,MHCⅡ基因的表答也升高。IL-27也能增强MHCⅠ类分子的表达。另外,在IL-27的作用下,β2-m和TAP-1 mRNA的表达水平也升高。基因芯片分析表明IL-27可以显著上调内皮细胞很多和免疫调节相关的基因,包括趋化因子CXCL9、CXCL10、CX3CL1的表达。这些结果首次表明IL-27能在内皮细胞上调MHCⅡ类和Ⅰ类分子的表达,提示IL-27对血管内皮的免疫功能有重要的调控作用。 我们进一步观察IL-27对THP-1单核细胞系的作用。THP-1细胞是研究单核细胞的很好的模型。与在内皮细胞相似,IL-27可上调THP-1细胞CIITAⅢ和CIITAⅣ的mRNA表达水平,导致细胞表面MHCⅡ类分子的表达增加,以及HLA-DM和DO的表达水平升高。另外,IL-27可上调beta-2m、TAP-1和MHCⅠ类分子的表达。进一步的研究表明,IL-27可增强THP-1细胞表面共刺激分子CD80和CD86及粘附分子CD54的表达。这些结果表明IL-27可促进单核巨噬细胞的抗原提呈功能。 为了进一步分析IL-27通过何种信号机制参与调节CIITA和MHCⅡ的表达,我们用ERK抑制剂U0126、p38MAPK抑制剂SB203580和PI3K抑制剂LY294002来观察各条信号通路在IL-27诱导CIITA和MHCⅡ表达中的作用。我们的结果表明p38MAPK和PI3K信号通路都为IL-27作用下最优化的MHCⅡ的表达所必需,而ERK信号通路对IL-27诱导的MHCⅡ表达有抑制作用。另外,PI3K信号通路也为IL-27诱导最优化的MHCⅠ表达所必需。这些结果表明PI3K信号通路参与正调控IL-27介导的效应,而ERK信号通路对IL-27诱导的MHCⅡ类分子的表达有抑制作用。进一步的研究表明,TLR2激动剂Pam3CSK4和TLR4激动剂LPS介导的TLR信号能部分阻断IL-27诱导得THP-1细胞MHCⅡ的表达。LPS的抑制效应部分通过ERK和p38MAPK信号途径介导。 研究表明IL-27对很多实体瘤有很强的抗肿瘤效应。IL-27的抗肿瘤机制主要包括诱导CD4+T细胞、CD8+T细胞和NK细胞的活化。IL-27还能通过诱导IP-10和MIG的表达而抑制肿瘤的血管新生。我们的另外一项研究是构建IL-27的表达载体而评估其对小鼠白血病模型的抗肿瘤效应。我们用重叠延伸PCR来扩增信号肽和单链IL-27融合基因,然后把这些基因插入许多真核表达载体中,包括pIRES2-EGFP、pcDNA3.1(-)、p3XFLAG-CMV-9和PCAGEN。用免疫沉淀和western blot检测IL-27表达载体转染的293T细胞上清中IL-27的分泌和表达。我们用液压基因转移法(hydrodynamic gene transfer,HGT)将IL-27表达载体导入小鼠体内后,在小鼠血清中也能检测到IL-27的表达。我们用能否诱导HUVECsCIITAmRNA的表达来鉴定IL-27的生物学活性。 总之,我们的研究首次表明IL-27能够诱导单核细胞和内皮细胞CIITA和MHCⅡ的表达。IL-27还能上调MHCⅠ类分子、共刺激分子和粘附分子的表达。另外,IL-27能激活一个重要的转录因子IRF-1。ERK、p38MAPK和PI3K信号通路可被IL-27直接激活并在调节IL-27效应的过程中有关键作用。这些结果表明IL-27有调节抗原提呈的新功能,并揭示了一种IL-27促进T细胞的激活和获得性免疫发生的新机制。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国协和医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R362
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