树突状细胞启动对FMDV蛋白质抗原细胞免疫应答的机制研究

口蹄疫是由口蹄疫病毒（FMDV）引起的牛、羊、猪等偶蹄动物的一种急性、发热性传染病，目前尚无理想的防控措施。树突状细胞（DC）是最强大的抗原提呈细胞，并能交叉提呈非复制性抗原。清除细胞内感染需要细胞免疫应答，但目前尚不清楚DC启动对FMDV抗原细胞免疫应答的机制。本项目以FMDV的VP1和VP4为抗原，负载DC后与淋巴结CD4+T和CD8+T细胞共培养，检测T细胞活化效应，结合对抗原的不同处理以及对DC蛋白质代谢的不同抑制剂处理，探明DC提呈VP1和VP4抗原的途径。结合小鼠体内DC提呈VP1和VP4抗原试验、CD8+T细胞阻断试验与归巢试验，阐明DC启动对FMDV蛋白质抗原细胞免疫应答的机制，特别是阐明我们新发现的蛋白酶体非依赖性抗原交叉提呈途径和旁位活化效应的机制。本研究不仅有助于从理论上认识机体抗FMDV感染的免疫学机制，而且还将对疫苗设计提供理论指导，具有重要的理论意义和应用价值。

口蹄疫是由口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus, FMDV）感染牛、羊、猪等偶蹄动物所引起的一种急性、发热性传染病，目前尚无理想的防控措施。树突状细胞（dendritic cell, DC）是最强大的专职抗原提呈细胞，并能交叉提呈非复制性抗原。清除细胞内的病毒感染需要细胞免疫应答，但目前尚不清楚DC启动对FMDV抗原细胞免疫应答的机制。本项目以FMDV的VP1-VP4为抗原，负载经过不同抑制剂处理的DC后与淋巴结CD4+T和CD8+T细胞共培养，检测T细胞活化效应，以探明DC提呈VP1-VP4抗原的途径和启动细胞免疫应答的机制。结合小鼠体内DC提呈VP1-VP4抗原试验，阐明DC启动对FMDV结构蛋白质VP1-VP4细胞免疫应答的机制，特别是阐明我们新发现的蛋白酶体非依赖性抗原交叉提呈途径和旁位活化效应的机制。通过三年的研究我们发现，树突状细胞可以通过巨吞饮、清道夫受体和甘露糖受体捕获VP1-VP4蛋白，其中巨吞饮是DC摄取VP1-VP4的主要方式。虽然清道夫受体和甘露糖受体参与DC捕获VP1-VP4，但它们却在DC启动细胞免疫应答过程中发挥负调节作用。被DC捕获的VP1-VP4最初被包裹在内吞小体(endosome)中，随后该内吞小体主要与溶酶体融合，由此启动外源性抗原的提呈途径。同时，内吞小体膜上的Hsp90分子也可将VP1-VP4转运至DC胞质中，在此被泛素化，并由蛋白酶体降解。经溶酶体和蛋白酶体降解所产生的抗原表位均被DC提呈给淋巴结T细胞（包括CD4+T和CD8+T细胞），使其分化为Th1、Th17、Th3、Th2和CTL效应细胞，其中Th1和Th17为优势效应细胞亚类，前者与CTL一道产生大量IFN-γ，Th17细胞则表达很高水平的IL-17。进一步研究发现，负载VP1-VP4之DC还可以通过“基于再循环内吞小体的旁路途径”启动淋巴结T细胞应答，并以产生IFN-γ为特征。用VP1-VP4免疫小鼠发现，动物产生了以高水平IFN-γ为显著特征的细胞免疫应答，同时也相应地产生了以IgG2抗体为优势抗体的体液免疫应答。本研究不仅有助于从理论上认识机体抗FMDV感染的免疫学机制，而且还将对疫苗设计提供理论指导，具有重要的理论意义和应用价值。