利用丙型肝炎小鼠模型研究HCV特异性T细胞功能衰竭的内源及外源机制

Hepatitis C virus is notorious for its persistant infection, leading to chronic hepatitis C, liver fibrosis and liver cancer. Clinical data showed that the exhaustion of HCV specific T cells may be causative for HCV persistant infection. Due to the lack of HCV chronic infected mouse model, the importance of T cell exhaustion to HCV persistance infection remains unclear. Employing the transgene technique, the applicant has formally established the first HCV natural infected immune competent mouse model (Cell Res) and found the close positive correlation of T cell exhaustion with HCV chronicity. By comparing HCV specific T cell gene and protein profile and the exhaustion-inducing-candidates like NK, hepatocytes, Treg and inhibitory cytokine characteristic between self-limiting and chronic infection HCV mouse model, this proposal aims to identify the key factors responsible for HCV specific T cell exhaustion. The candidate factor will be further be interrupted by antibody blocking, siRNA, cytokine neutralizing or supplementary in vivo, by which manner to verify the importance of the candidates to regenerate T cell function and HCV clearance. The accomplishment of this work will help to reveal the intrinsic and extrinsic mechanism of HCV specific T cell exhaustion and provide novel HCV immune therapy.

丙肝病毒(hepatitis C virus, HCV)感染，会导致慢性丙型肝炎、肝纤维化及肝癌。临床研究表明HCV特异性T细胞的衰竭可能导致HCV持续性感染。由于缺乏HCV慢性感染小鼠模型，其衰竭机制及对HCV建立慢性感染的影响无法深入研究。申请人利用HCV受体转基因技术成功建立世界首个HCV自然感染的小鼠模型(Cell Res)，并发现HCV特异性T细胞的衰竭与感染结局强相关。本项目拟通过比较HCV自限性与慢性感染小鼠体内HCV特异性T细胞基因、蛋白图谱差异，以及NK、肝脏细胞、Treg及抑制性细胞因子的差异，系统筛选诱导T细胞衰竭的內源及外源靶向因子；利用体内干预的方式打破T细胞耐受状态，阐明其对HCV建立持续性感染的影响。本项目的完成将填补HCV诱导T细胞耐受的知识空白，揭示HCV特异性T细胞对清除病毒的重要作用，提供HCV免疫治疗的新思路，具有重大的理论意义及潜在临床应用价值。

病毒免疫逃逸和宿主免疫耗竭是导致慢性病毒感染建立的重要因素。丙型肝炎病毒(HCV)感染后慢性化比例大于70%，但机制尚不清楚。长期以来，临床上缺乏对HCV急性感染期肝脏原位免疫病理的观察，基础研究中缺乏合适的小动物模型，相关的研究受到非常大限制。本项目首先描述了HCV慢性感染的建立伴随着肝内NK细胞及CD8+T免疫耗竭。但靶向经典的CD8+T耗竭信号，如PD-1/Tim-3进行治疗并不能扭转CD8+T免疫耗竭和慢性感染的发生。其次，通过比较慢性感染及自限性感染小鼠，筛选到NKG2A在慢性感染小鼠中高表达。阻断NK细胞表面的NKG2A能够扭转NK细胞的耗竭并促进病毒的清除。机制上，HCV感染能够上调肝脏细胞上NKG2A的配体，Qa-1的表达，并且以细胞-细胞相互接触的方式诱导NK细胞NKG2A抑制信号的上调。研究进一步发现NKG2A阻断不仅能够逆转NK细胞的耐受，还能够恢复CD8+T的功能。NK细胞和CD8+T功能的恢复对NKG2A阻断的抗病毒效应来说同等重要。NKG2A阻断通过增强NK的IFN-γ的分泌，逆转病毒特异性CD8+T的耗竭。因此，阻断NKG2A能够发挥同时重建天然免疫与适应性免疫活性的“一石二鸟”的作用。本项目首次利用小鼠模型在体内揭示了NKG2A对HCV建立慢性感染的重要作用，揭示了HCV建立慢性感染的新机制，提供了HCV慢性感染及相关病理的免疫治疗新思路，具有重大的理论意义及潜在临床应用价值。