抗原加工相关转运子依赖的抗原递呈通路在化学物超敏反应中的作用

Chemicals induced hypersensitivity syndrome is a kind of autoimmune disease associated with xenobiotics exposure. The clinical manifestation of the disease includes generalized severe dermatitis and skin eruption accompanied with immunological injuries of multiple organs and tissues. The disease has become one of the critical health issues and requires intensive treatment because of it’s characteristics of dose-independent and potentially life threaten. Based on the strong correlation between the disease and some specific HLA-B allele, which is important for the antigen presentation, we use HLA-B transgenic mice and human B-lymphoblastoid cell line transfected with specific HLA-B gene to study the roles of TAP-dependent antigen presentation pathway in the pathogenesis of the disease, and to verify the hypothesis that chemicals induces the disease through altering HLA-B binding self-peptides. The results will be replicated in the case of dapsone and trichloroethylene induced hypersensitivity syndrome, which will be of great importance for understanding of pathogenesis of this kind of disease and providing new insight into the disease prevision and clinical treatment.

小分子化学物所致超敏反应性疾病是一种自身免疫性疾病，在外源化学物作用下，免疫系统对自身正常的器官组织进行攻击，以皮肤损害最为明显，伴有多种机体组织和器官的免疫性损伤，病死率高，是医学研究与疾病控制面临的一大难题。研究表明多种化学物所诱发的超敏反应性疾病往往与某种特异的HLA-B等位基因强关联，HLA-B分子的主要功能是递呈抗原肽。本项目以此为线索，从抗原加工相关转运子依赖的抗原递呈通路入手，阐明化学物与HLA-B强关联的分子基础，以及化学物通过影响HLA-B递呈抗原肽的结构来诱发疾病的分子机制。并以三氯乙烯和氨苯砜诱发的超敏反应性疾病与HLA-B*1301强关联的案例作为验证，揭示化学物诱发超敏反应性疾病的一般规律，为该类疾病的预防和治疗提供可借鉴的思路。

本项目从TAP依赖的抗原递呈通路入手，利用疾病动物模型及HLA-B*1301高表达的细胞系，研究三氯乙烯诱发的超敏反应性疾病与HLA-B*1301强关联的分子基础，以及化学物通过影响特定的HLA-B 分子递呈抗原肽的结构来诱发疾病的分子机制。主要研究结果如下：.1.三氯乙烯能够激活TAP依赖的抗原递呈通路，Tap1、Tap2、Lmp2、Lmp7的mRNA表达及蛋白表达水平均升高（P＜0.01），同时促进细胞表面HLA-B*13:01分子的表达，该通路所递呈的抗原肽是三氯乙烯药疹样皮炎发生的关键因素。疾病标志物IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ和MCP-1的表达水平与三氯乙烯的作用浓度具有剂量-反应关系，抗原递呈通路的抑制剂（BFA）会阻断作为疾病标志物的炎性因子的表达。NF-kB对抗原递呈通路中TAP1、LMP2、LMP7的转录均具有调控作用，三氯乙烯能够促进TLR4-NF-κB级联反应活化，NF-κB表达增加且向细胞核内转移，介导其所调控的下游蛋白的表达，提示NF-κB作为TAP依赖的抗原递呈通路的上游调控分子，在化学物诱发超敏反应中发挥着重要调控作用。.2.三氯乙烯通过与HLA-B*13:01的特异性相互作用诱导超敏反应的发生，在相互作用中HLA-B*13:01分子F口袋的氨基酸发挥了关键作用。细胞实验发现，三氯乙烯能够影响细胞表面HLA-B*1301分子与正常抗原肽的结合，当三氯乙烯浓度达到500μM时，肽RQDDPSYRSF与HLA-B*1301的结合力与无三氯乙烯时相比，结合力下降43%，但TCE并不影响HLA-B*1302分子与其正常抗原肽的结合。计算机同源模建技术及分子对接模型显示三氯乙烯恰好能与HLA-B*1301的F口袋具有高亲合力，而不是HLA-B*1302，从细胞和分子水平上解释了HLA-B*1301与三氯乙烯药疹样皮炎关联的生物学机制。.3.三氯乙烯与氨苯砜诱发超敏反应性疾病的作用机制不同。三氯乙烯通过影响HLA-B*13:01与抗原肽的结合，导致细胞内抗原肽的识别模式发生改变而致病，致病机制属于“抗原肽库转变模型”；而氨苯砜无需抗原肽的介导，直接与HLA-B*13:01分子结合激活T细胞的免疫应答，属于“免疫受体的药理交互作用模型”。