利用转基因表达Mst1变异体研究Mst1激酶在T细胞活化增殖中的作用

Mst1 and Mst2 kinases are the mammalian homologs of hippo, a major inhibitor of cell proliferation in Drosophila. Mst1 and Mst2 are 78% identical and they are most abundant in lymphoid tissues. Mice lacking Mst1/2 exhibit markedly reduced levels of the Mst1/2 regulatory protein Nore1B in lymphoid cells. Mst1-null mice exhibit normal T cell development but low numbers of mature na?ve T cells with increased numbers of effector/memory T cells. In this porject, we aim to identify how Mst1/2 and Nore1B promote T cell signaling, how they compliment each other, and how co-signals are required to mediate na?ve T cell signaling. To this end, , we have generated Mst1 and Mst2 single knockout, Mst1/2 double knockout mice and two transgenic mice lines which express either wild type(WT) or kinase-dead (K59R)forms of Mst1 protein. At first, we will determine the role of Mst1/2 kinase activity in Nore1B stability, na?ve T cell proliferation and activation. To assess Mst1/2 functions in vivo, we will overexpress Mst1 or knock out Mst1 and Mst2 gene to define the function of Mst1 and Mst2 kinase in a murine model of asthma during either allergen sensitization or challenge. This study may suggest that Mst1 and Mst2 kinase have a pivotal regulatory role in na?ve T cell proliferation, activation and the development of asthmatic diseases, which may open the possibility of new therapeutic avenues.

最近在果蝇中发现的Hippo信号传导路径是调节细胞大小，器官体积的主要信号通路。Mst1和Mst2激酶是果蝇Hippo的同源物,78%相似性，互补性强， 但在淋巴细胞中，Mst1 起主要作用。Mst1基因敲除小鼠的初始T细胞减少，效应/记忆T细胞数目增加，易得自身免疫疾病。缺乏Mst1时,其上游支架分子Nore1B水平下降，同时缺少Mst1/2会造成Nore1B严重减少。Nore1B敲除小鼠的T细胞表型也和Mst1基因敲除小鼠类似。本课题将利用T细胞特异表达Mst1变异体的转基因鼠,并将改造过的Mst1基因加回到Mst1或Mst1/2 基因敲除鼠中，从而系统的研究Mst1/2与Nore1B的关系,阐明Mst1/2激酶活性在T细胞的增殖、活化和极化中的的功能调控。同时通过哮喘疾病模型来深入研究Mst1/2蛋白在免疫应答中的整体水平上的调节作用，为揭示淋巴T细胞介导的自身免疫疾病的产生机理

器官大小调控的关键通路-Hippo信号通路在淋巴T细胞的稳态维持上起关键作用。Mst1和Mst2激酶是果蝇激酶Hippo的同源物，在果蝇发育过程中，Hippo可以促进细胞凋亡和抑制细胞增殖，它的的功能是由一系列重要底物介导的，这些底物在人类中有高保守性。通过比较不同小鼠组织中Mst1和Mst2激酶的表达量，我们发现Mst1和Mst2激酶在免疫组织中表达水平最为丰富。 而人类中Mst1功能突变会导致免疫缺陷综合征。.在本项目支持下，我们证明了依赖于Mst1激酶活性的稳定Nore1b的功能；在DSS诱导IBD肠炎模型中，证明了Mst1激酶活性在T细胞的机体免疫系统维持稳态平衡发挥着重要的作用；在造血干细胞中双敲除Mst1/2后会出现类似人类免疫缺陷综合症的表型，造成免疫细胞功能缺陷并出现反复细菌感染和炎症，而特异性在髓系敲除Mst1/2（cDKO）,并利用盲肠结扎穿刺模型证明cDKO小鼠对细菌感染更敏感，具有杀菌缺陷，最终导致高死亡率，而机制和小鼠模型上证明Hippo通路的关键激酶Mst1/2通过活化Rac家族蛋白，实现杀伤和清除病原体，而Rac的第十六位赖氨酸能被Traf6进行K63位泛素化，且Traf6对Rac1的泛素化是依赖Rac1的活性，Mst1/2 cDKO基础上回补持续激活性的Rav1（Rac1G12V）小鼠几乎完全的恢复了cDKO小鼠的表型。由于人Mst1基因缺失和人Rac2的失活突变都引起吞噬性细胞ROS产生的缺陷，造成严重免疫感染和相似的免疫缺陷综合症表型。因此，该成果解析了人Mst1基因缺失或Rac2基因突变引发免疫缺陷综合症的致病机理，为该疾病的治疗提供了细胞和分子生物学依据，也为研究人类感染性疾病提供了全新的视角。. 在本项目的资助下，在Science Translational Medicine、Nature Immunology、Nature Communications、Cell Reports等杂志上共发表SCI论文7篇，总影响因子达66分。并培养博士研究生四名，硕士研究生两名，上述成果均超过预期研究目标。综上所述，我们良好地完成了项目申请书中所列的研究内容和目标。