雾化吸入灭活分枝杆菌调控γδT细胞降低哮喘小鼠气道高反应性的机制

The pathogenesis of asthma is extremely complicated and has not been elucidated. Recently, it was found that γδT cells are important cells in the mechanism of asthma.Our previous studies have confirmed that γδT cells also exist Th1/Th2 cell immune pattern.Inhalation of inactivated Mycobacterium could attenuate airway inflammation and improve Th1/Th2 imbalance. In the same period,the ratio of Vγ1+γδ/Vγ4+γδT cell subsets was significantly decreased in lungs in the bronchial asthma mice models,and airway hyperresponsiveness（AHR） in asthmatic patients was decreased ,the clinical symptoms were significantly alleviated. Accordingly, we assume that inhalation of inactivated mycobacteria can decrease AHR via regulating γδT cells .In this study we observe the effect of inactivated mycobacterium on γδT cell gene genealogy and AHR, and investigate the regulation of AHR by γδT cell derived from inactivated mycobacterium pretreated TCR-β-/- mice and identify the mdlecular mechanism whereby inactivated mycobacterium restore γδ1/γδ2 balance: intervene the Notch signaling or the transcription factors T-bet/STAT3? This research will further recognize the immunomodulatory mechanisms of inhaled Mycobacterium drugs,which would provide new evidence for the prevention and treatment of asthma.

哮喘的发病机理极为复杂，也尚未阐明。近年发现：γδT细胞是哮喘发病机制的重要细胞。我们前期研究证实：γδT细胞也存在Th1/Th2细胞免疫模式；雾化吸入灭活分枝杆菌可减轻哮喘小鼠气道炎症，改善Th1/Th2细胞因子失衡,同时肺部Vγ1+γδ/Vγ4+γδT细胞比例明显减少，临床哮喘患者气道高反应性（AHR）明显降低，哮喘症状缓解。据此，我们推测吸入灭活分枝杆菌可通过调控γδT细胞降低AHR。本研究首先观察雾化吸入分枝杆菌对γδT细胞谱系的干预作用及对哮喘小鼠AHR的影响；再探讨经灭活分支杆菌干预后的TCR-β-/-小鼠提供的γδT细胞对哮喘小鼠AHR的影响，以验证假说；继而在机制上观察灭活分枝杆菌是干预Notch信号还是影响转录因子T-bet/STAT3，从而恢复γδ1/γδ2平衡。此研究的进展将进一步认识分枝杆菌类药物免疫调节的机制，为其临床防治哮喘提供新依据。

背景：γδT细胞属于固有的气道反应性的调节性T 细胞，其合成 IFN-γ及 IL-4分别需要转录因子 T-bet、GATA-3 的表达，Notch 信号通路参其中。同时有研究表明分枝杆菌感染可影响 Notch 受体、配体的表达水平，由此我们推测雾化吸入灭活分枝杆菌能够通过调控Notch信号影响γδT细胞分化表达减轻哮喘AHR，为其防治哮喘提供新的理论依据。研究结果：哮喘小鼠气道炎症评分及气道反应性交正常明显增高，IL-4、GATA-3及STAT6 mRNA、IL-4+γδT细胞数目及比例显著增多，BALF中的IL-4水平明显升高，IL-4+γδT在哮喘小鼠中的数量表达明显增加，同时肺组织中的GATA3、STAT6 mRNA表达量同样也是增加的；灭活草分枝杆菌干预组的小鼠气道炎症及气道反应明显降低，IFN-γ、T-bet、STAT1 mRNA水平、IFN-γ+γδT细胞比例数目显著增多，BALF中的IFN-γ水平升高，肺组织中的STAT1 mRNA表达量增加，而IFN-γ+γδT细胞百分比与T-bet、IL-4+γδT百分比与GATA-3成明显正相关，说明雾化吸入灭活草分枝杆菌可以上调T-bet，从而促进IFN-γ（γδT1）表达增加，T-bet与IFN-γ形成正反馈通路，促使γδT1细胞增加；同时它下调GATA-3，抑制IL-4分泌，从而导致γδT2细胞减少，通过调节T-bet/GATA-3，从而稳定γδT1/γδT2平衡。体外实验显示，B组γδT细胞表达IL-4增多，IFN-γ降低；C组γδT细胞表达IL-4减少，IFN-γ增多。结果还显示DAPT可以干预Notch通路减少γδT细胞分泌IL-17，减轻气道炎症，同时通过基因敲除小鼠证实灭活草分枝杆菌干预后的γδT过继入哮喘小鼠后症状发作减轻，气道反应性降低，气道炎症减轻，同时相关炎症因子水平下降，这主要是通过干预T-bet表达升高，GATA-3表达降低，来调控γδT细胞调控降低气道反应性及气道炎症。科学意义：雾化吸入灭活分枝杆菌能够干预 Notch 信号以及T-bet、GATA-3 转录因子，调控γδT细胞 Th1/Th2失衡，减轻气道炎症和降低气道高反应性，为哮喘的防治提供了新的方法与思路。