肺部CD103+树突状细胞与表达TGF-β1的巨噬细胞在过敏性哮喘中诱导Th9分化的机理研究

Th9 cells play an important role in allergic asthma. Antigen presented by antigen presenting cells and transforming growth factor-beta (TGF-β) are required for Th9 differentiation. However, the key antigen presenting cells and the cell source of TGF-β for Th9 differentiation in allergic asthma are unknown. Our preliminary experiments showed that the expression of TGF-β1 increased in the lung draining lymph node tissues of allergic asthma mice. Mice lacking CD103+ dendritic cells (DC) are protected from allergic asthma, and the inability to generate Th9 cells was comparable to that seen in the control mice. Likewise, mice lacking macrophages (MF) or lacking TGF-β1 on MF showed impaired allergic asthma symptom. Accordingly we put forward scientific hypothesis as follows: there is cooperation between lung CD103+ DC and TGF-β1 producing macrophages on Th9 differentiation in allergic asthma. Using modern immunology experimental techniques combined with transgenic mice, the project aims to investigate the cooperation between lung CD103+ DC and TGF-β1 producing macrophages in regulating Th9 differentiation in asthmatic mice. We try to clarify the mechanisms of cooperation between CD103+ DC and macrophages in regulating Th9 differentiation in allergic asthma. This study will help to elucidate the mechanism of allergy disease pathogenesis, and provide a new target for allergy disease therapy in the future.

Th9细胞在过敏性哮喘中发挥重要作用，其分化需要抗原提呈细胞提呈的抗原和转化生长因子-（TGF-β）的共同作用。但过敏性哮喘中诱导Th9分化的关键启动细胞及TGF-β的细胞来源并不清楚。前期预实验发现过敏性哮喘小鼠肺引流淋巴结TGF-β1表达显著升高；与对照哮喘小鼠相比，CD103+ 树突状细胞（DC）缺失后Th9减少，过敏性炎症减轻；而巨噬细胞（MF）缺失及MF不表达TGF-β1小鼠过敏性炎症亦减轻。据此推测：在过敏性哮喘中肺部CD103+ DC与分泌TGF-β1的MF可能协作诱导Th9分化。本项目以现代免疫学方法结合转基因和基因敲除小鼠为模型的实验平台，研究肺部CD103+ DC与分泌TGF-β1的MF在过敏性哮喘Th9分化中的作用，明确两者在Th9分化中是否存在协作，进而阐明两者在Th9分化中的协作机制。本项目的完成可加深对过敏反应性疾病发病机制的认识，为临床治疗寻找新的靶点。

肺脏树突状细胞（Dendritic cells，DCs）是重要的抗原提呈细胞，在小鼠过敏性哮喘的发生发展过程中起重要作用。小鼠肺部DC可以分为CD11b+ DC与CD103+ DC。 CD103+ DC在过敏性哮喘中的作用存在一些相反的报道。本项目原计划研究CD103+ DC在调控过敏性哮喘TH9分化中的作用。但是，研究过程中发现TH9细胞非常少，导致许多实验难以开展，因此研究内容做了实时调整，主要研究了CD103+DC及DC来源的TGF-β1在过敏性哮喘嗜酸性粒细胞（Eosinophil，Eos）为主的炎症反应中的作用。 研究结果已经投稿 Nature Communication，现在处于修稿阶段。研究结果总结如下： .首先，诱导小鼠OVA/ALUM过敏性哮喘，小鼠第一次OVA再刺激后不同时间检测肺部及肺泡灌洗液中Eos等炎症细胞的变化规律，同时动态检测了肺部DC及其亚群细胞数目变化规律。结果表明：OVA/ALUM过敏性哮喘以Eos为主的炎性反应，呼吸道内DC数量与Eos等炎症细胞的变化呈正相关。.其次，我们采用Batf3-/- 缺陷鼠研究CD103+DC在哮喘中的功能，发现诱导哮喘后 Batf3-/-小鼠肺及肺泡灌洗液中Eos等炎症细胞减少，血清中IgG1降低，切片HE，PAS染色结果表明肺部炎症细胞浸润减少，粘液分泌降低，肺泡灌洗液中TH2细胞因子IL5降低。进而采用CD11c-DTR小鼠再刺激阶段清除CD103+DC后同样导致以上过敏性哮喘症状减轻。以上结果表明CD103+DC在过敏性哮喘中起促进炎症反应作用， CD103+DC缺陷后诱导TH2反应降低。进一步的体内趋化实验及细胞Q-PCR结果表明过敏性哮喘中CD103+DC可以通过分泌趋化因子CCL17、CCL22来趋化Eos。.最后，TGF-β1在过敏性哮喘中既可以促炎又可以抑炎，我们运用cre-loxp技术构建DC选择性缺失TGF-β1的基因敲除小鼠，从而研究TGF-β1在肺DC中的表达对小鼠过敏性哮喘的影响和相关机制。结果表明肺DC缺失TGF-β1促进过敏性哮喘晚期而不是早期以Eos为主的炎症反应；其发病机制不是通过抑制Treg促进炎症反应，而由于哮喘相关趋化因子CCL17、CCL22、CCL11的表达升高导致的。本研究将有助于阐明过敏性疾病的发病机制，为今后过敏疾病的治疗提供新的靶点。