肠新免疫识别受体LRRC19介导的特异性免疫在肠炎癌发生发展过程中的作用

The foundation of gut-specific immune responses is the recognization of innate immune receptor(s) to gut microbiota and their components. LRRC19 is a new innate immune receptor, which is identified by us via bioinformatics combined with modern molecular techniques, and expressed on the surface of gut epithelial cells. LRRC19 can be recognized by gut-associated bacteria strain(s), which is different from other pathogen-recognization receptors. Previous studies showed that LRRC19 plays a critical role in the development of colitis associated colon carcinoma. Here, we will determine the effects of LRRC19 on the formation of gut tissue immune responses and characterize LRRC19 associated immune cell population, subpopulations and immune-inflammatory factors to set up a gut tissues specific network of immune cells and immune molecules, which play an role in the immunity against colitis-associated cancer. Specifically focused on: 1) Further determining the effect of LRRC19 in the development of colitis associated cancer by establishing colitis and colon cancer models; 2) Characterizing LRRC19 associated immune cells and immune cell populations in gut tissues; 3) Characterizing LRRC19 associated inflammatory cytokines in gut tissues; 4) Characterizing LRRC19 associated gut microbiota and bacteria strain(s); 5) Assessing the roles of LRRC19 in human colitis-associated colon cancer; and finally, we will determine the signal pathway (s) of LRRC19 in regulating the production of cytokines by yeast hybridization, immunoprecipitation-MASS, co-immunoprecipitation and immuno-blot. The results will produce the important consequences in developing new immunotherapeutic methods against colitis-associated cancer.

肠组织特异性免疫在肠炎癌发生发展中起关键作用,其形成的根本原因是肠免疫识别受体对肠道不同菌群及其代谢产物的反应。课题目标是通过分析肠新免疫识别受体LRRC19对肠炎癌发生发展的影响,探讨LRRC19在肠道特异免疫形成过程中的作用，构建与肠炎癌有关的细胞-分子调控网络。 强调以下目的： 1）进一步决定LRRC19在肠炎癌发生发展过程中的作用；2）特征肠LRRC19相关免疫细胞、免疫细胞亚群和免疫炎症分子，探讨其在肠炎癌发生发展过程中的作用；3）分析LRRC19相关肠道细菌菌群和菌株，探讨其在肠道免疫炎症因子产生及其在免疫细胞及免疫细胞亚群分化过程中的作用； 4) 评价人肠细胞LRRC19表达水平和遗传变异与人肠炎癌发生发展的关系； 5)分析LRRC19在肠上皮细胞的信号途径，解析LRRC19对肠免疫细胞及其免疫分子的调控机理。研究结果将为发展新的免疫治疗策略奠定坚实的基础。

免疫识别受体 LRRC19 是课题组发现的一个新先天免疫识别受体，能够识别多个细菌成分，激活细胞内信号系统（文章发表在BBRC，2009）; 表达在肾上皮细胞的LRRC19在肾抗感染过程中发挥关键作用（文章发表在Nature communications，2014）。在LRRC19肠上皮细胞高表达的前提下，利用LRRC19 基因敲除鼠、LRRC19 敲除和野生嵌合鼠以及LRRC19野生鼠，通过建立DSS 肠炎模型和AOM-DSS肠癌模型，发现LRRC19 能促进肠炎癌的发生和发展。进一步研究结果发现LRRC19促进肠免疫细胞群在肠组织中的聚集，促进肠免疫系统的建立。通过基因芯片分析，肠上皮细胞能够表达多种免疫炎症分子，在免疫细胞的招募和对免疫细胞亚群分化起关键作用。通过比较野生鼠与LRRC19 敲除鼠肠上皮细胞基因表达显示LRRC19促进炎症因子和趋化因子的表达。在机理解析上，通过分析肠上皮细胞 LRRC19 相关肠道细菌。利用肠道菌群宏基因组分析、肠道16sRNA测序结果发现LRRC19能够影响肠道菌群的构成，并通过粪便筛查挑选出LRRC19特征性菌株-NK6，通过体内灌注该细菌和体外细菌刺激实验解析了该菌株对肠上皮细胞分泌免疫炎症因子和肠道免疫细胞和肠道免疫细胞亚群分化的调控作用，探讨控制免疫细胞亚群分化的遗传与表观遗传调控机理。结果显示LRRC19能够特异性识别肠道乳酸杆菌（NK6），在该菌株的作用下刺激肠上皮细胞分泌杀菌肽物质成分。通过构建这几个基因的肠条件过表达鼠和肠条件敲除鼠，进一步分析了该杀菌肽成分通过影响肠道菌群构成进而影响肠免疫细胞群的募集和细胞亚群的分化与成熟。.通过该项目的实施，对肠特征性免疫形成的机理提供了证据；通过分析LRRC19相关免疫细胞群与免疫细胞亚群及其相关免疫炎症分子在肠炎肠癌发展过程中的作用，对肠炎癌的发生发展做出新的解释并提出了新的免疫干预策略。