热休克因子1对脓毒症骨髓抑制细胞动员和活化的影响及其机制

Myeloid-derived suppressor cells (MDSCs)are a heterogeous population of cells which result from the block in the differentiation of immature myeloid cells into mature myeloid cells during pathological conditions. Recent studies demonstrated that MDSCs numbers dramatically increase in the bone marrow, spleen and liver and play a critical role during hyperinflammatory phase of sepsis in mice. Our previous data confirm that HSF1 is essential in protection against the lethal systemic inflammation and the neutriphil infiltration induced by LPS. The role of HSF1 in the expansion and activation of MDSCs during sepsis is unknown. In the present study, sepsis will be induced by caecal ligation and puncture in HSF1-/- or HSF1+/+ mice. The expansion of MDSCc will be investigated and the expression of expansion relative factors will be detected. To address whether HSF1 regulate the activation and function of MSDCS, the bacterial clearance, apoptosis of immune effector cells, proliferation of T cells and Th2 polarization will be analyzed during late sepsis phase. Furthermore, EMSA and reporter plasmids will be used to identify the targets regulated by HSF1. Our project will provide new evidences for the role HSF1 in sepsis.

骨髓抑制细胞是一群具有免疫抑制功能的未成熟骨髓细胞分化成熟受阻而形成的异质细胞。近年的研究发现骨髓抑制细胞在脓毒症小鼠的骨髓、脾脏和肝脏明显增多，在脓毒症的高炎症反应阶段发挥了重要的免疫调节作用。本课题组多年的研究证实热休克因子1抑制LPS所致的炎症反应和中性粒细胞浸润从而保护多系统器官损伤。但是热休克因子1是否调控脓毒症骨髓抑制细胞的动员和活化从而保护脓毒症的多系统器官损伤，国内外尚未见报道。本项目拟采用HSF1-/-小鼠探讨HSF1缺失对脓毒症骨髓抑制细胞的动员和活化的影响及对脓毒症晚期细菌清除能力、免疫效应细胞的凋亡、T细胞增殖以及Th2极化的影响，并从转录水平研究HSF1对与骨髓抑制细胞扩增和活化相关因子的调控，对于揭示HSF1在脓毒症的作用具有十分重要的学术意义。

骨髓抑制细胞是一群具有免疫抑制功能的未成熟异质性骨髓细胞，近年研究发现骨髓抑制细胞在脓毒症小鼠的骨髓、脾脏明显增多，在脓毒症的炎症和免疫抑制阶段发挥了重要的免疫调节作用，但是这类细胞在脓毒症中的具体作用并不十分清楚。热休克因子1 可以抑制LPS 所致的炎症反应和中性粒细胞浸润从而保护多系统器官损伤；色瑞替尼（LDK378）可以通过抑制STING通路的活化提高脓毒症小鼠生存率，但是热休克因子1和LDK378是否调控脓毒症骨髓抑制细胞的动员和活化从而保护脓毒症的多系统器官损伤，国内外尚未见报道。本研究采用盲肠结扎穿刺术复制脓毒症小鼠模型，探讨MDSCs在小鼠骨髓和脾脏中的数量变化以及骨髓MDSCs的基因表达改变；LPS刺激正常小鼠骨髓MDSCs后Real time-PCR检测相关黏附分子、趋化因子及受体和炎症细胞因子的表达变化。采用HSF1-/-小鼠探讨HSF1 缺失对MDSCs动员和活化及免疫抑制功能的影响，并从转录水平研究HSF1 对MDSCs扩增和活化相关因子的调控。并且探讨LDK378对脓毒症时全身炎症反应及免疫抑制情况和对MDSCs动员的影响。我们的结果显示：脓毒症时骨髓MDSCs扩增并迁移到脾脏中，以G-MDSCs迁移为主，骨髓MDSCs中参与抗原加工提呈、MAPK信号通路、TNF信号通路、NF-κB信号通路的多个基因表达下调；MDSCs在体外LPS刺激下炎症细胞因子，趋化因子及受体和黏附分子的表达增加。HSF 1可通过与survivin和cyclin D1的启动子结合，影响MDSCs的扩增动员和分化。HSF1敲除可抑制MDSCs的免疫抑制功能，减少TNF-α和IL-6的产生。LDK378可抑制脓毒症时TNF-α和IL-6的分泌减轻全身炎症反应，减少脾脏treg细胞的数量和抑制th2细胞的极化减轻脓毒症的免疫抑制。LDK378通过抑制p38活化和增强GRK2表达，从而降低MDSCs表面CCR2的表达,以抑制脓毒症时MDSCs从骨髓到脾脏的募集。本项目发现脓毒症时MDSCs从骨髓扩增募集到脾脏，且以G-MDSCs为主。HSF1和LDK378可影响MDSCs的动员扩增，且HSF1敲除可削弱MDSCs的免疫抑制功能，对于揭示HSF1和LDK378 在脓毒症的作用具有十分重要的学术意义。