增龄性胸腺萎缩过程中FoxN1的分子作用机制

The thymus is the place of T cell development. Also, it ages first than other organs in the human body. The thymus has lost more than half function in puberty, which shows involution known as aging thymus involution. It results in the output of naive T cells decreased, reduced immune function, the rate of older people suffered from infections, cancer and autoimmune diseases increased. FoxN1 is essential genes to the thymic epithelial cell development. In humans and mice, congenital FoxN1 genetic variation can lead to the no thymus and hair. The role of FoxN1 is not only limited to the embryonic period thymus, but also to the maintenance of thymic function after birth. However, there is rarely reported about the molecular mechanism of FoxN1 in the thymus development. In this project, we have the basis of the experimental results, suggesting that DLL4, the receptor of Notch signaling, maybe the downstream molecules of FoxN1 gene.We will perform the Q-PCR to detect the mRNA levels of FoxN1 and DLL4 gene in the different thymus development stages of different gene backgroud mice. Also we will transfect the FoxN1 gene in vivo and in vitro to check the changes of DLL4 gene. To test whether combine of the FoxN1 and DLL4 or not, the ChIP experiment will be performed.The outcome of our project may provide a powerful support for prevention and treatment of immune aging-related diseases and improve the survival of cancer patients.

胸腺是T淋巴细胞发育场所，是最早衰老的器官。至青春期，人体的胸腺功能已丧失过半，以萎缩为主要特征，称为增龄性胸腺萎缩，导致初始T细胞的输出减少，免疫功能减低，使老年人罹患感染、癌症及自身免疫性疾病的机率上升。FoxN1是胸腺上皮细胞发育的必需基因，在人类和小鼠，先天性FoxN1基因变异可导致无胸腺发育和无毛发生长。FoxN1对胸腺发育的作用不仅限于胚胎期，在出生后胸腺功能维持中，FoxN1仍发挥着不可替代的作用，但其分子作用机制却鲜有报道。本项目中，我们根据已有的实验结果，推测Notch信号通路中的受体DLL4是FoxN1的下游分子，并拟通过在胸腺不同发育阶段及不同基因鼠中行Q-PCR检测FoxN1和DLL4的mRNA水平、体内外转染FoxN1检测DLL4的变化和ChIP实验检测FoxN1与DLL4结合与否来验证这一假说，以期为防治免疫衰老相关的疾病及提高肿瘤患者的存活率提供实验依据。

胸腺是T淋巴细胞发育场所，是最早衰老的器官。至青春期，人体的胸腺功能已丧失过半，以萎缩为主要特征，称为增龄性胸腺萎缩，导致初始T细胞的输出减少，免疫功能减低，使老年人罹患感染、癌症及自身免疫性疾病的机率上升。FoxN1是胸腺上皮细胞发育的必需基因，在人类和小鼠，先天性FoxN1基因变异可导致无胸腺发育和无毛发生长。FoxN1对胸腺发育的作用不仅限于胚胎期，在出生后胸腺功能维持中，FoxN1仍发挥着不可替代的作用，但其分子作用机制却鲜有报道。本项目中，我们根据已有的实验结果，推测Notch信号通路中的受体DLL4是FoxN1的下游分子，并拟通过在胸腺不同发育阶段及不同基因鼠中行Q-PCR检测FoxN1和DLL4的mRNA水平、体内外转染FoxN1检测DLL4的变化和ChIP实验检测FoxN1与DLL4结合与否来验证这一假说，以期为防治免疫衰老相关的疾病及提高肿瘤患者的存活率提供实验依据。胸腺上皮细胞（Thymic Epithelial Cell, TEC）的分离与纯化一直是较难解决的问题，在项目执行期间，我们优化了小鼠TEC的分离方法（投稿核心期刊1篇，已被接收），这将为TEC的系统研究提供了方法学基础；我们利用实时荧光定量PCR方法检测了TECs中FoxN1和DLL1的表达结果，初步发现二者呈现正相关，可为胸腺增龄性衰老的信号通路的研究提供可行性依据；但是本项目因Chip实验的阴性表达，没有得到肯定的Foxn1蛋白与Delta like 4蛋白之间相互作用的结论，故而未达到预期目的，其原因可能与Foxn1蛋白抗体的效价低有关，目前只有两家公司出售该抗体，但结果均不显著。为了弥补项目中的不足之处，我们在结题前半年设计了通过构建人源化小鼠的胸腺衰老模型以检测人的胸腺的衰老机制，现已经得到一些初步结果，并且我们还会利用单位提供的基本业务经费继续补充完善本项目的科学研究，希望能为防治免疫衰老相关的疾病及提高肿瘤患者的存活率提供实验依据。