生命早期不同剂量变应原免疫中的树突状细胞表观遗传调控机制研究

The incidence of allergic rhinitis is high and increasing during recent years in normal population. With the foundation of the former Natural Science Foundation of China, we have discovered that different dose of allergen immunization in early life could cause the immune response shift towards different direction. In this research, from the aspect of epigenetic regulation in affecting the maturation of dendritic cells (DCs), we aim to thoroughly investigate the mechanism of immune protection caused by allergens immunization in early life. Firstly, different doses of allergen will be used to induce different mature situation of DCs in vitro. A variety of epigenetic differences will then be determined during this process, such as the methylation of key genes, the acetylation of histones and the expression of miRNA. Furthermore, we will conduct animal experiments in vivo via the application of miRNA interference and DC infusion technology. This is designed to emphatically examine the effect and mechanism of important epigenetic differences in the later T cell differentiation and disease status. We have previously established a stable mouse model intervened by allergens in early life, and some important methods such as DCs culture, Naïve T selection, mixed DC/T cells co-culture, etc. All of those provided important support for this study. On the basis of this study, the execution of the combination of immune intervention by common allergens and application of DC vaccine in early life of the high-risk population could be expected to significantly reduce allergic diseases, which gives the research important value and prospect.

变应性鼻炎在人群中患病率高且逐年上升。我们在前国家自然科学基金资助下，发现生命早期不同剂量变应原免疫可使后期特异性免疫向不同方向发展。在本课题中，我们将从树突状细胞(DC)成熟分化的表观遗传调控角度进一步探讨其机制。首先以不同剂量变应原体外诱导DC不同成熟状态，研究其间表观遗传差异，包括关键基因的甲基化、组蛋白乙酰化及miRNA表达差异等。再针对重要的表观遗传因素，在DC成熟过程中进行干预，使DC偏向特定成熟状态。然后回输DC至乳鼠体内，对其诱导T细胞分化及后续免疫效应进行体内研究。前期我们已建立了稳定的生命早期变应原免疫干预小鼠模型，以及DC体外培养、Naïve T细胞分选、混和DC/T细胞培养等方法。并对不同剂量变应原诱导DC成熟及后续T细胞分化等进行了初步研究。在本研究基础上，可望针对高危人群，在生命早期进行常见变应原免疫干预，结合DC疫苗应用，有望预防和减少将来变应性疾病发生。

目前绝大多数过敏性鼻炎动物模型的制备主要通过全身系统致敏加上局部激发来实现。在现实中，人类过敏性鼻炎是通过长期的过敏原局部吸入而形成的。经典动物模型与人类过敏性鼻炎形成过程是不同的。因此，在本实验中首先用单纯OVA每日滴鼻（无佐剂）的方法来建立尽可能接近人类过敏性鼻炎形成过程的自然过敏性鼻炎模型。.树突状细胞（dendritic cell, DC）是体内最为重要的抗原呈递细胞，也是获得性免疫产生的起点。其在诱导下游Th细胞分化中发挥着举足轻重的作用。树突状细胞诱导Th细胞分化可受到多种因素的影响，如抗原类型、抗原剂量、DC细胞类型、微环境中的细胞因子（IL-10，IL-12）、协同刺激因素（LPS、CpG）。在不同条件成熟的树突状细胞可以影响下游Th细胞的分化方向。本研究中，我们首先将小鼠骨髓单个核细胞培养来源的imDC细胞，以不同浓度OVA刺激成熟，然后与幼稚T细胞进行共培养。结果发现，幼稚T细胞分化方向可展现出显著的差异。低浓度OVA（10ug/ml）刺激成熟的DC-T共培养体系中，有相对更多的CD4+IL-4+表达（反映Th2细胞方向）；中等浓度OVA（100ug/ml）刺激成熟的DC-T共培养体系中，则有相对更多的CD4+IFN-r+表达（反映Th1细胞方向）；高浓度OVA（10000ug/ml）刺激成熟的DC-T共培养体系中，则有更多CD4+CD25+FOXP3+表达（反映T调节细胞方向）。通过对不同浓度OVA刺激DC细胞共同信号通道的分析，我们发现不同浓度OVA刺激的DC细胞存在一定的共性基因表达。其共同激活的信号通路主要为核糖体合成（如Gm13423、Rps4x-ps基因）、Jak-STAT信号通路（如Hamp、Socs1基因）、泛酸盐和CoA生物合成等细胞代谢相关过程（如Vnn3基因）。本研究中所发现的DC细胞在基因甲基化、RNA水平及信号通路上不同的差异改变，可望为在不同层级上对DC细胞进行干预，继而对下游T细胞分化产生影响提供了潜在的靶点目标。同时，为下一步深入探索DC细胞对剂量识别的敏感核心点研究奠定了基础。