免疫细胞和淋巴管生成调控多发性硬化症的病理机制研究

Multiple sclerosis (MS) is an inflammation associated demyelinating disease in which the insulating covers of nerve cells in the brain and spinal cord are damaged. The key pathogenesis of MS is related to the infiltration of macrophages and T lymphocytes that can adhere together and form cell conjugates to recognize autoantigens in central nervous system (CNS).Currently it remains unclear how CD4+ T cells migrate into CNS, proliferate and differentiate into TH1, TH17 or regulatory T cells to control neuroinflammation associated lesion. Our preliminary investigation identified that the expression level of Dock8, a guanine exchange factor, in CD4+T cells was associated with the pathogenesis of MS. Dock8 mutation in its DHR2 domain failed to activate Cdc42 and the mice carrying this mutation suppressed the development of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) with fewer CD4+T cell infiltration in CNS. Interestingly, LRCH was identified as a novel binding partner of Dock8 with Mass spectrometry as well as yeast two- hybrid assay. We noted that LRCH transgenic mice did ameliorate the severity of EAE. In this application, we aim to explore how Dock8/LRCH regulates CD4+T cell adherent to autoantigen-presenting macrophages or microglia in CNS, resulting T cell activation, migration, proliferation and differentiation. We will continue to investigate how VEGFR-3/VEGF-C signaling in macrophages and T cells regulates the CNS inflammation and lymphangiogenesis, and whether lymphangiogenesis will affect the development of EAE. These investigations will help us to deepen our understanding of the pathogenetic roles of immune cells and neuro-inflammation to control the development of MS.

多发性性硬化（MS）是一类中枢神经系统（CNS）炎性脱髓鞘疾病。尚不完全清楚在MS病理条件下，巨噬细胞和小胶质细胞调控T细胞增殖、分化、定向迁入CNS诱发脱髓鞘病变的分子机制。根据临床样本分析我们发现在CD4+T细胞中一种鸟苷交换因子Dock8的表达水平与MS密切相关，并且丧失活化Cdc42的Dock8突变体显著抑制CD4+T细胞浸润到CNS和实验性自身脑脊髓炎（EAE）的发生。Dock8新型结合蛋白LRCH被筛选，转基因表达LRCH抑制EAE的发生，提示LRCH可能抑制Dock8活化Cdc42。我们拟研究Dock8和LRCH调控T细胞在CNS结合抗原呈递细胞的能力、T细胞增殖分化及迁移的分子机制。将利用VEGFR-3突变小鼠模型，探索T细胞和巨噬细胞是否通过VEGFR-3信号介导CNS炎症反应，进而调控脑部淋巴管生成及其对EAE进程的影响。期望本项目为深入了解MS发病机理提出新的见解。

背景：近年来的最新研究表明：CNS与外周免疫系统并非完全独立，大脑内有硬脑膜淋巴管网络的存在，并且这些硬脑膜淋巴管能运输脑脊液中的液体成分和免疫细胞到外周。在病理条件下，中枢免疫细胞以及脑脊液成分主动经硬脑膜淋巴管下排至外周是否影响神经系统疾病的发生和发展，是当前的关键热点问题。.主要研究内容：.a).认识T淋巴细胞是否经硬脑膜淋巴管途径进出CNS的；.b).了解整合素信号通路相关的关键信号分子Dock8/LRCH/VEGFR-3调控T淋巴细胞进入CNS和影响EAE发生发展的新型分子机制；.c).同时探讨脑部淋巴管芽生和T细胞、巨噬细胞介导的神经中枢炎症反应、脱髓鞘病理效应之间的关系及其对EAE的调控功能。.d).探讨靶向Dock8/LRCH/VEGFR-3在MS的治疗或临床诊断中的潜在应用。.结果：我们前期利用EAE、病毒性脑炎和脑外伤疾病三种动物模型所观察到的研究结果为理解在病理环境下多种免疫细胞通过硬脑膜淋巴管在外周与CNS之间的迁移提供了实验依据，此外，我们还发现，不仅仅免疫细胞，包括多种嗜神经病毒在内的病原生物可以通过硬脑膜淋巴管从CNS向外周与扩散和传播。.此外，在研究T细胞迁移出/入CNS的分子动力机制中，我们发现并鉴定了与DOCK8结合的新型蛋白LRCH1，并在体内体外证实LRCH1负向调控CD4+T细胞迁移和多发性硬化症（MS）的关键分子机制。.另外，在调控巨噬细胞介导的炎症反应的分子机制方面，我们最新阐明了HIPK2-HDAC3-P65信号轴和Hippo信号通路中的转录因子、定位于胞内细胞器（内质网）的E3泛素连接酶Hrd1调控炎症反应、整合糖代谢、炎症小体活化、细胞焦亡和吞噬清除细菌的功能机制。.我们提出了干预和治疗MS和多种嗜神经病毒感染的新策略。.关键数据一：我们利用EAE动物模型，验证了我们所鉴定的调控T细胞迁移的关键分子DOCK8和LRCH1对多发性硬化症的发生和发展的意义。这项研究成果为治疗多发性硬化症提供了新的思路。.关键数据二：我们利用多种嗜神经病毒感染小鼠的动物模型、以及质谱流式分析技术和双光子荧光显微镜活体观测量子点标记的荧光蛋白等技术，发现了硬脑膜淋巴管在病毒感染状态下的增生和对病毒的迁移的影响。这些研究为治疗包括嗜神经病毒感染所致的神经损伤、和其他神经系统疾病具有开创性的意义。