GATA3通过ILC2细胞调控CD4+ T细胞分化可塑性致胰岛自身免疫启动的机制研究

Pancreatic islet beta cells are directly destructed by cytotoxic CD8+ T cells, which need to be activated or regulated by CD4+ T cells. Upon activation, CD4+ T cells undergo differentiation according to the environmental signals and different functional subsets trigger different signalling pathway and interact with distinct immune cells. Our research group found that GATA3 was one of the risk genes and it is the key transcription factor in type 2 innate lymphoid cells (ILC2). Therefore, we hypothesized that GATA3 expression in ILC2 modulates the plasticity of CD4+ T cells and it might trigger the autoimmune response against islet beta cells. We would take advantage of BDC2.5 transgenic mice to set up an ILC2-islet beta cell antigen-specific CD4+ T cell experimental platform and challenge the recipient mice with different pathogens, including parasites and viruses. Moreover, we would like to challenge human peripheral blood mononuclear cells with the pathogens and see whether the genotypes of GATA3 affect its expression in ILC2 and thus alter the differentiate polarity of CD4+ T cells. The results will help us understand more about the development of T1DM and provide future biomarkers for early prediction of T1DM.

机体失去胰岛自身抗原免疫耐受是导致1型糖尿病(T1DM)发生的机制。失去免疫耐受的原因涉及遗传因素和环境因素，具体机制尚无定论。本课题组于2017年发现GATA3为中国汉族人群易感基因，GATA3是二型天然淋巴细胞ILC2及Th2的关键转录因子，ILC2调控多种CD4+T细胞的功能。因此，我们假设：免疫失衡时，GATA3基因多态性影响其在ILC2中的表达量,改变ILC2的细胞因子分泌谱，进而导致CD4+T细胞极化偏移，失去免疫耐受，最终启动自身免疫反应。我们拟利用过继性转移BDC2.5T细胞的动物模型进行体内实验及人PBMC进行体外实验，以病原体诱导机体免疫应激,探讨应激情况下，ILC2细胞中GATA3的基因多态性与CD4+T细胞的分化可塑性之间的关系，并分析其可能分子机制。本课题的预期结果能帮助我们更进一步了解T1DM的发病机制，提供早期预测T1DM的生物指标。

目的：我们在第一部分中发现，体外实验中 rs3802604 能够在转录效率和剪接效率方面调节 GATA3 的表达。然而 rs3802604 不同基因型在人群中是否和 GATA3 表达水平相关，进而影响T细胞的功能仍未知。GATA3是重要的免疫相关转录因子，已有文献报道其表达水平影响 T 细胞的功能和分化，但 1 型糖尿病中 GATA3 的表达水平和 T 细胞功能之间的关系仍需要进一步探讨。因此在第二部分研究中，我们拟在 1 型糖尿病患者人群及 1 型糖尿病小鼠模型中，探讨 rs3802604 是否和 GATA3 表达水平相关，进而调节 T 细胞的功能。.结果：本研究共纳入 74 名 1 型糖尿病患者，依基因型分组，其中 GG 组 16 例，GA 组 40 例，AA 组 18 例。三组之间在性别，年龄，病程和胰岛功能方面无显著性差异。无论是静息还是激活状态下，GG 型患者 CD8 T 细胞中 GATA3 转录本水平都要高于 AA 型患者。但在外周血单个核细胞（PBMC）及 CD4 T 细胞中未见显著表达差异。虽然不同组患者血清中的细胞因子水平无显著性差异，但体外细胞因子检测发现，GG 组患者 CD8 T 细胞分泌的 IL-2 水平高于 AA 组，而 CD8 T 细胞分泌的其他的细胞因子以及 CD4 T 细胞分泌的细胞因子水平均未见显著差异。与对照组同周龄 C57BL/6J 小鼠相比，20 周 NOD 小鼠脾脏的 CD8 T 细胞中显著高表达 GATA3。体外功能实验发现，敲低 NOD 小鼠 CD8 T 细胞中 GATA3 的表达后，CD8 T 细胞的增殖受到抑制，但是其杀伤功能和细胞因子分泌无显著变化。.结论：第一部分结果提示，rs3802604 可以在体外调控细胞中 GATA3 表达水平。第二部分结果提示 1 型糖尿病患者 rs3802604 基因型和 CD8 T 细胞中 GATA3 的表达水平及其分泌 IL-2 的水平相关。而在体外实验中，敲低 GATA3 的表达会显著抑制 CD8 T 细胞增殖。因此，rs3802604 可能参与调控 CD8 T 细胞中 GATA3 的表达水平，进而影响其增殖等功能，从而参与 1 型糖尿病的发病机制。