TGF-β1双向调节硬骨鱼外周血淋巴细胞活性机理的研究

我们新发现转化生长因子TGF-β1或者刺激或者抑制草鱼外周血淋巴细胞活性，这一双向调节作用与淋巴细胞的激活或分化状态，以及TGF-β1的分泌调控途径有关。本项目采用流式细胞术、实时定量PCR和免疫印迹等技术和方法揭示TGF-β1诱导的硬骨鱼淋巴细胞的激活和分化状态，获悉TGF-β1调控的相关免疫分子的表达信息。在明确TGF-β1与硬骨鱼免疫功能关系基础上，利用TGF-β1及其受体的抗体探明TGF-β1靶细胞和其它细胞亚群的激活或分化特征，明确这些亚细胞群的B细胞、T细胞或调节T细胞属性，提供TGF-β1诱导细胞免疫的直接证据。最后，在分子和细胞水平研讨TGF-β1的双向调节功能与其自分泌和旁分泌作用机制的关系。通过本项目的研究，将明晰鱼类TGF-β1特殊的免疫调节地位，提供鱼类免疫细胞功能演化信息，从而丰富鱼类免疫学的基础理论，为进一步通过免疫调控方式有效提高鱼类免疫防御水平提供依据。

TGF-β1在哺乳动物中以发挥免疫抑制作用而著名，但在硬骨鱼中的免疫学地位有待阐明。在草鱼外周血淋巴细胞（PBL）中，TGF-β1的短时处理（﹤24小时）抑制细胞活力和免疫分子IL-10的表达，但其长时作用（﹥72小时）诱导产生刺激作用。相关的机理研究表明TGF-β1可能双向影响细胞的代谢活性，与细胞增殖、凋亡和细胞周期变化无关；TGF-β1刺激PBL活力依赖于其诱导产生的IL-10。类似于在哺乳动物中的免疫抑制作用，TGF-β1抑制炎症信号LPS和促炎症因子IL-1β诱导的PBL活性，同时抑制LPS诱导的促炎症因子TNF-α和IL-1β的表达，特别是干扰LPS诱导的NF-κB通路关键基因IκBα的表达，提示它可能通过干扰LPS的信号通路（NF-κB信号）发挥抑制作用。有趣的是，TGF-β1在PBL和头肾淋巴细胞（HKL）中分别发挥刺激和抑制作用，包括细胞活性、效应分子（TNF-α和IFN-γ）和T/B细胞标志分子（CD4、CD8和IgM）的表达。TGF-β1的双向调节作用均通过其受体ALK5介导。控制TGF-β1双向调节作用的机制包括下调其受体ALK5的基因表达和蛋白合成（该结论同时通过免疫中和实验验证），降低ALK5阳性细胞数目和短时的“触发”（trigger）机制。不同于哺乳动物中，TGF-β1在HKL中以非细胞接触形式来发挥免疫抑制的作用,伴随其自身和IL-10的分泌表达。另外，与TGF-β1发挥作用相关的细胞因子（如IL-10，IL-6和IL-17AF1/AF2等）和转录因子（Runx1/3、RORα1/2、RORγ1/2、STAT3和Foxp3等）被鉴定。上述工作揭示了TGF-β1在鱼类免疫调节中的双重地位和控制其信号活性的自我调控机制，也为鱼类免疫的分子细胞机制提供了新内容。