选择性高表达GM-CSF的辅助性T细胞（ThGM-CSF）的分化和功能调控及其在炎症性肠病中的作用机制研究

Although T helper cells are recognized as pathogenic mediators of inflammatory bowel diseases (IBDs), inhibition of Th1 or Th17 immunity does not improve disease outcome and the T cell subsets that mediate the disease remain elusive. Previous observational analyses has shown that GM-CSF is detectable in the intestinal tissues of murine colitis models and in human with IBD, but the cellular source of GM-CSF and whether/how GM-CSF causes intestinal inflammation has not be addressed. Our preliminary data demonstrate that a unique subset of T helper cells selectively expressing GM-CSF (ThGM-CSF) are potently enriched in the diseased intestinal tract and are critically involved in the pathogenesis of intestinal inflammation. The current proposal will address the hypothesis that TCR ligation along with IL-1-initiated IRAK signaling causes NF-kB- and STAT4-dependent T cell differentiation into the stable and unique ThGM-CSF subset that mediates intestinal inflammation through GM-CSF-dependent macrophage activation, and the conversion from Th17 to ThGM-CSF participates the pathogenesis of IBD. The proposed studies will provide important clues for the development of new therapies for IBD by targeting T cell-derived GM-CSF.

尽管辅助性T细胞被认为是炎症性肠病（IBD）的致病介质，但抑制Th1或Th17免疫并不能改善疾病结局，关键参与炎症的确切T细胞亚群仍不明确。粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）在炎症中发挥重要作用。 IBD患者肠道组织中检测到GM-CSF基因高表达，但其细胞来源及功能并不清晰。我们前期实验证实在小鼠肠炎模型中存在一群独立的，选择性高表达GM-CSF的辅助性T细胞（ThGM-CSF），但这群细胞的分化和其在肠炎中的致病机制尚无报道。本课题拟利用GM-CSF缺陷小鼠，在体外及炎症性模型中深入研究ThGM-CSF的诱导，分化和功能的调控机制；分析IL-1通路对ThGM-CSF分化的调控机制；探讨T细胞来源的GM-CSF在肠炎发病中的作用；验证Th17向ThGM-CSF转化有助于肠炎发生这一假说。本研究将首次阐明ThGM-CSF和炎症性肠病的关系，为炎症性疾病提供新的治疗策略。

越来越多的证据表明粒细胞-巨噬细胞集束刺激因子(GM-CSF)可以作为炎症介质介导炎症的发生，但是否产生GM-CSF的CD4+ T细胞(Th GM-CSF)是一个独特的T辅助细胞亚群尚不清楚。在这项研究中，我们证明了白介素(IL)-1b通过诱导IL-1受体相关激酶1 (IRAK1)的泛素化，和随后介导转录因子NF-κB 的激活独立特定的驱动了幼稚 CD4+ T细胞向ThGM-CSF细胞的成熟和分化，并且确定了这条分化途径是有别于、独立于Th17分化所需的转录因子RORgt介导的转录通路。并且，通过经口Citrobacter Rodentium感染小鼠所致的结肠炎模型，ThGM-CSF细胞被证实在体内的病理性炎性环境下也是存在的。同时，通过经典的T 细胞转移肠炎模型，分别将WT、GM-CSF-/-或IL1R1-/-小鼠的脾脏和淋巴结中纯化出的幼稚CD4+CD45RBhi T细胞过继转移到受体Rag1-/-小鼠体内，再次证实了ThGM-CSF在炎性环境下存在于体内，并且相比Th17和Th1，对慢性肠炎的发生发展起到更为关键的病理性致炎作用。而与体外IL-1b信号的作用相对应的，在体内IL-1信号仍可通过促进ThGM-CSF细胞的积累来驱动结肠炎发生。尽管ThGM-CSF细胞表型稳定，且与Th17遗传程序不同，但我们意外的发现IL-1b可以将预先形成分化成熟的Th17细胞转化为ThGM-CSF细胞，从而解释了先前报道的IL-17和GM-CSF之间的关联。总而言之，这项研究结果全新鉴定了IL-1b/ IRAK1/NF-κb -依赖的ThGM-CSF细胞作为一种独立的T辅助细胞亚群，并强调了CD4+ T细胞来源的GM-CSF诱导巨噬细胞激活作为一种先前未描述的T细胞效应机制的重要性。