Notch2调控FOXP3促进Treg细胞分化减轻变应性鼻炎发生发展

Recent studies have showed that Notch signaling pathway plays an important role in the regulating of human immune function, but the relationship between AR (allergic rhinitis) and Notch signaling pathway stays unclear. Our previous studies found that symptoms of AR didn’t appear in experimental mice with high expression of Notch2 and FOXP3, as well as increased differentiation of Treg cells. Instead, symptoms of AR appeared and worsened in the opposite situation. Bioinformatics analysis indicated the potential binding of FOXP3 to the transcriptional promoter of Notch2. So, we speculate that Notch2 may induce the differentiation of Treg cells by regulating the expression of FOXP3, thus alleviate the occurrence and development of AR. To confirm this hypothesis, we would conduct the following studies: Up-Regulating the expression of Notch2 by intranasal administration of Notch2 lentiviral vector to detect the therapeutic effect of Notch2 on AR and whether these functions through the FOXP3/Treg pathway; Establishing the AR Notch2 KO mice model to explore the change of AR symptoms and FOXP3/Treg pathway after deletion of Notch2. Furthermore, the correlation between Notch2、FOXP3 and Treg cells in clinical AR patients will be investigated. Our study would clarify the effects and mechanism about how Notch2 alleviating AR progression and provide theoretical basis and experimental references for further treatment of AR.

研究证实Notch信号通路对机体的免疫功能具有重要的调控作用，但其与变应性鼻炎（AR）的发病关系尚不清楚。我们前期研究发现Notch2及FOXP3高表达，Treg细胞分化增加时小鼠无明显AR反应，反之小鼠AR反应出现并加重。生物信息学分析发现FOXP3与Notch2的转录启动子有明显的互补配对序列。据此，我们设想：Notch2调控FOXP3促进Treg细胞分化减轻AR的发生发展。本课题我们拟进行以下研究：通过转染表达Notch2的病毒载体，研究上调Notch2对AR的治疗作用及是否通过FOXP3/Treg通路；对敲除Notch2的小鼠进行造模及激发实验，研究Notch2敲除后AR的炎症反应是否加重及FOXP3/Treg通路变化；研究变应性鼻炎患者Notch2、FOXP3及Treg细胞这三者的表达相关性。本研究将明确Notch2减轻AR的作用及机制，为AR的发病与治疗提供新的视野与新的策略。

Notch信号被证实广泛参与了T细胞的生长发育过程。近年来研究发现Notch信号与变应性疾病也有密切联系，但各Notch信号亚型，尤其是Notch2在变应性鼻炎（AR）中的作用及机制尚未见系统报道。我们基于前期研究结果推测：Notch1对AR进展起促进作用，Notch2对AR进展起抑制作用。本研究收集了AR患者血标本，进行体外T细胞培养，进一步构建了正常和Treg细胞特异性敲除Notch2的基因敲除鼠模型对这一假设进行了验证。本研究结果显示Notch1、Jagged1在AR患者外周血清中高表达，并与患者过敏程度呈正相关。阻断Notch信号和特异性阻断Notch1表达均可以减轻AR小鼠过敏症状，其机制与促进Treg细胞分化有关。进一步检测发现Notch2在AR患者外周血清和鼻黏膜中低表达，并与过敏程度呈负相关。通过构建人和小鼠过表达Notch2的慢病毒，我们发现Notch2在体外能促进CD4+T细胞向Treg细胞分化，特别是促进GATA3+Treg细胞分化，并增强Treg细胞免疫抑制功能。随后，我们采用Cre/loxP条件性基因编辑系统，成功构建了Treg细胞内Notch2特异性敲除小鼠，小鼠Treg细胞数量明显减少，多脏器出现自发性炎症反应，并且AR造模后过敏症状进一步加重。同时，给予AR小鼠过表达Notch2慢病毒滴鼻后发现FOXP3表达增加及Treg细胞分化增多、AR小鼠过敏症状显著减轻。此外，我们对Notch2与Treg细胞具体的相互作用机制进行了探讨，结果显示两者存在明显共定位；Notch2能直接促进FOXP3启动子转录（已发现两处结合位点）。总之，本研究通过上调和下调Notch2表达，证实Notch2在体内和体外对Treg细胞分化具有明确的促进作用、对AR发生发展具有显著的抑制作用。本研究完成了既定目标，达到了预期目的，明确了AR中Notch2与Treg细胞相互作用关系，并进一步深入探讨了Notch2对Treg细胞亚型的影响，为开发AR治疗新靶点提供了新策略，为类似变应性疾病的发病与治疗提供了实验参考。本研究共发表SCI论文12篇，其中二区及以上论文5篇，最高影响因子11分。本项目共培养博士生3名，硕士生3名。