GATA3-NFAT1调控T细胞IL-4、5和13基因局部DNA空间构象的研究

细胞因子IL-4、IL-5和IL-13共同作用在支气管哮喘气道炎症的形成和发展过程中起重要作用。我们前期自然基金研究结果表明，T细胞经免疫活化后，转录因子NFAT1脱磷酸化，进入细胞核识别三种细胞因子启动子上A/TGGAAA序列，并与转录因子GATA3相作用，共同调控这三种细胞因子基因的转录。本研究拟进一步采用染色质构象捕获、蛋白印迹杂交、小RNA干扰等相关技术，从组蛋白修饰酶活性改变、组蛋白的化学修饰以及局部DNA空间构象改变等不同层面，探讨T细胞免疫活化过程中，GATA3 和NFAT1在识别启动子靶序列后，调控IL-4、IL-5和IL-13局部DNA空间构象，启动转录的分子机制。研究结果将有助于阐明上述三种细胞因子表达调控的核心机制，对于探寻治疗这三种细胞因子相关变态反应性疾病（如支气管哮喘、变应性皮炎、过敏性鼻炎等）的新途径具有重要意义。

支气管哮喘、慢性阻塞性肺病等慢性气道炎症性疾病是严重危害人类健康的常见病、多发病。目前认为， Naïve T 辅助细胞（Th 0）被活化，分化为Th 2细胞，进而释放IL-4、IL-5、IL-9和IL-13等多种Th 2细胞因子,促进了气道炎症的形成和发展是慢性气道疾病的重要机制之一。本研究结果表明：（1）T细胞经CD3/CD28双信号通路免疫活化后，相关Th2细胞因子如IL-4、IL-13等基因能够得到迅速表达；（2）成功建立了小鼠Th2细胞模型，通过该模型进一步证实，Th2细胞在静息状态下，能够表达转录因子GATA3、NFAT1、NFAT2、NFAT4mRNA，以及IL-4,IL-5,IL-13等Th2型细胞因子，同时低表达NFAT3及Th1型细胞因子IFN-r mRNA；（3）小鼠Th2细胞经免疫刺激活化，IL-4,IL-5,IL-13mRNA表达发生增高，采用siRNA特异性抑制NFAT1后，上述Th2型细胞因子进一步增高；特异性抑制NFAT2后，转录因子GATA3下调，上述Th2型细胞因子则表现出下调趋势；（4）T细胞经过免疫活化后，NFAT1迅速由胞浆向细胞核内转移，并同GATA3发生相互作用；（5）T细胞经活化后，NFAT能够分别结合于启动子IL-13和IL-4启动子,进一步采用染色质构象捕获的方法发现该过程中伴有Th2细胞因子局部启动子之间DNA构象相对改变。此外，我们还就此进一步开展了相关探索性研究，发现慢性炎症性气道疾病形成过程中，炎症因子、氧化应激等因素可导致气道上皮Klotho蛋白表达下降，进一步的数据表明该蛋白与相关细胞(如气道上皮等)凋亡及释放相关炎症因子过程有关。