小鼠系统性红斑狼疮模型中B细胞免疫耐受缺陷的机制

Systemic lupus erythematosus (SLE) is a severe autoimmune disease that involves multiple organs and tissue types. The presence of serum anti-nuclear antibody (ANA) is a hallmark of SLE patients. The mechanism of how B cell tolerance is broken is not well understood and fundamental to understand the pathogenesis of SLE. B cell tolerance could be broken at different stages of B cell development and activation, during negative selection process and germinal center (GC) response. In both human and mouse models, numerous evidences suggested that hyperactive B cell receptor (BCR) signaling may lead to SLE and some other autoimmune diseases. For example, Lyn is a Src-family kinase, which is involved in the inhibitory regulation of BCR signaling. Lyn deficiency causes hyperactive B cell signaling and SLE-like disease in mice. In this study, we will examine at what stage (or stages) B cell tolerance is broken in lyn-/- mice, and identify the originate of ANA-secreting cells. In particular, we will take the advantage of single-cell Ig cloning and expression strategy to examine whether the autoreactive (ANA-positive) naive B cells increase in proportion in lyn-/- mice. In addition, our previous results have shown that the production of ANA depends on spontaneous GC response in lyn-/-. In this study, we will further explore whether the GC B cells contribute to ANA secreting cells directly, by comparing the clonality of lyn-/- derived ANA-positive hybridomas, GC B cells and plasma cells. Finally, we will also explore how hyperactive BCR signaling affects GC response, and the mechanism by which hyperactive B cells drive spontaneous GC response.

系统性红斑狼疮(SLE)是一种累及全身的严重自身免疫病，以出现抗核抗体为标志性表现。B细胞免疫耐受如何被打破是研究SLE发病机理的关键问题。B细胞阴性选择和生发中心（GC）中对自身反应性B细胞的清除是维持免疫耐受的两个重要环节。在人类SLE患者和小鼠模型中均发现B细胞反应增强与发病相关，例如在小鼠中敲除抑制B细胞信号通路的激酶Lyn导致SLE。我们拟研究lyn-/-中B细胞免疫耐受在上述哪个环节发生缺陷，抗核抗体细胞如何产生。我们将通过单细胞Ig克隆表达系统检验lyn-/-小鼠成熟B细胞中抗核反应性的比例是否增加，以明确lyn-/-如何影响阴性选择；我们之前发现lyn-/-中抗核抗体产生依赖自发GC反应，本项目将通过比较杂交瘤，GC B细胞及骨髓浆细胞序列等进一步明确GC是如何促进抗核抗体产生的；最后，我们还将探索lyn-/-B细胞是否参与正常GC反应，及其如何促进病理性的GC。

本课题以Lyn缺陷小鼠为系统性红斑狼疮（SLE）的疾病模型，探索了lyn-/- B细胞如何参与自身免疫病的发生和发展。Lyn属于Src家族激酶，在生理情况下主要磷酸化B细胞抗原受体（BCR）信号下游相关的抑制性分子，因此lyn-/- B细胞表现为过度活化，也被认为是引起 Lyn缺陷小鼠中抗核抗体的主要原因之一。大量证据表明，无论在人类疾病还是小鼠模型中，生发中心（GC）反应参与了SLE的发病过程。本课题围绕着GC形成的基本过程，研究了lyn-/- B细胞是否存在BCR谱的改变，抗原类型对lyn-/- B细胞如何参与GC反应的影响，以及lyn-/- B细胞在抗原呈递过程中是否存在缺陷等方面。本课题主要取得以下研究进展：（1）建立发展了抗原特异性B细胞的检测方法，利用这一方法探索了lyn-/- B细胞针对不同抗原的反应，发现 lyn-/- B细胞在可溶性蛋白诱导的GC反应中存在抗原呈递能力缺陷。关于抗原特异性B细胞检测方法的建立发表在2017年5月的J Immunology。（2）明确了TLR信号在B细胞初始活化，浆细胞产生，及生发中心B细胞产生过程中的机制，并发现TLR信号刺激可以克服lyn-/- B细胞的抗原呈递能力缺陷，进而促进lyn-/- B细胞参与GC反应。这与Lyn缺陷小鼠中自身抗体产生依赖TLR信号是一致的。关于TLR信号促进GC反应的机制性研究发表在2017年12月的J Immunology。（3）发现了B细胞的抗原呈递作用可以打破DC介导的免疫耐受。我们发现B细胞中的TLR信号不仅对B细胞自身的增殖分化发挥重要作用，同时对于CD4 T细胞向Tfh和Th1分化也具有重要作用。针对含有TLR配体的病毒样颗粒，B细胞是活化初始CD4 T细胞的主要抗原呈递细胞。由于Treg细胞对CD4 T细胞的抑制作用是DC介导的，因此B细胞的抗原呈递可以打破这种免疫耐受。这部分结果发表在2018年10月的Immunity。本课题的主要意义在于使我们从两个方面深化认识了B细胞抗原呈递作用在自身免疫病中的作用，一是B细胞抗原呈递可以打破DC依赖的免疫耐受，另一个是TLR信号是增强B细胞抗原呈递作用的关键信号。