TCF-1和LEF-1协同调控树突状细胞启动滤泡辅助T细胞分化的分子机制研究

Follicular helper T cells (Tfh cells), a unique subset of CD4+ helper T cells, are necessary for B-cell responses and protective vaccines. Dendritic cells initiate the differentiation of TFH cells, but its mechanism remains unclear. We found that TCF-1 is remarkably induced during the activation of dendritic cells，and knock-out TCF-1 and LEF-1 in dendritic cells results in limited TFH differentiation. These data suggests that TCF-1 and LEF-1 are crucial for the initiation of TFH differentiation by dendritic cells. For further investigating the mechanism, we use TCF-1 and LEF-1 conditional knock-out mice and LCMV infection model to detect the differentiation, location and functional molecules expression of dendritic cells. We also use microarray and ChIP-Seq to screen the target genes of TCF-1/LEF-1, and confirm the candidate genes by rescue experiment. And TCF-1 expression can be used as a clue to find specific DC subset to prime TFH cells. This study will explain the mechanism of DC-primed Tfh differentiation and provide important insights into vaccine design.

滤泡辅助T细胞(TFH)是辅助B细胞产生抗体的细胞亚群，在机体抵御病原体感染和疫苗应答中起关键作用。树突状细胞(DC)是TFH分化的启动者，但调控DC启动TFH细胞分化的转录机制尚不清楚。我们发现，DC细胞活化后转录因子TCF-1显著上调；而将DC敲除TCF-1和LEF-1后，其启动TFH分化的能力明显降低。提示TCF-1和LEF-1在调控DC启动TFH分化中起重要作用。本课题拟利用CD11c-Cre介导的TCF-1和LEF-1条件敲除小鼠在LCMV感染模型中进一步研究TCF-1和LEF-1协同调控DC启动TFH分化的分子机制。寻找启动TFH分化的特异性DC亚群；利用Microarray和ChIP-Seq寻找TCF-1/LEF-1调控的靶基因，并通过回复实验验证；通过检测DC功能分子及定位变化来确定靶基因调控环节。本研究将阐释调控DC细胞启动TFH细胞分化的分子机制，为疫苗设计提供新策略。

滤泡辅助T细胞(TFH)是辅助B细胞生发中心反应的细胞亚群，在机体体液免疫应答以抵御病原体感染及疫苗应答中起关键作用。树突状细胞(DC)是TFH分化的启动者，而转录因子调控机制是DC细胞活化不同T细胞亚群的关键所在，但调控DC启动TFH细胞亚群分化的转录机制目前尚不清楚。前期研究我们发现，DC细胞活化后转录因子TCF-1显著上调；而将DC敲除TCF-1和其协同分子LEF-1后，其启动TFH分化的能力显著降低，提示转录因子TCF-1和LEF-1在调控DC启动TFH分化中起重要作用，为探索其机制，我们构建了DC条件性敲除TCF-1/LEF-1的小鼠，利用LCMV病毒感染模型，我们发现敲除组小鼠TFH细胞的频率和数量显著降低，受TFH细胞辅助的病毒特异性浆细胞数目和抗体滴度也随之降低。而功能回复实验显示，回输TCF-1/LEF-1正常表达的DC能回复DKO小鼠中TFH细胞分化和其辅助的体液免疫应答的缺陷，这确证DC同时缺失TCF1、LEF1将严重影响它启动TFH应答的能力。为明确TCF-1和LEF-1的作用机制与环节，我们检测了敲除组与对照组小鼠骨髓中DC发育MDP、CDP、pre-DC等各阶段的细胞数，以及脾脏中成熟DC各亚群细胞频率，发现二者并无显著差异，提示TCF-1和LEF-1调控的是DC参与免疫应答的功能过程而非其发育分化过程。为明确是否存在特异DC亚群启动TFH分化，我们进一步构建了C57-TCF-1 reporter报告基因小鼠，精确圈定了启动TFH分化的特异DC亚群，其表面标志为CD11chiMHC-II+CD8α-CD24lo Dectin-1+。为明确TCF-1和LEF-1调控的分子机制，依然利用病毒感染模型，我们发现这群DC中共刺激分子ICOSL、OX40L和趋化因子受体CXCR5，以及细胞因子IL-12、IL-21表达均受到TCF-1和LEF-1的调控。下游信号通路分析显示，敲除TCF-1和LEF-1影响了目标DC细胞群中非经典NF-kB信号的传递。通过本项目的研究，我们证实转录因子TCF-1和LEF-1在DC细胞启动TFH细胞分化过程中起关键作用，并初步明确其调控的具体分子机制，与此同时，我们找到了启动TFH分化的特异DC群体。这些结果丰富了我们对于B细胞产生高亲和力抗体和记忆应答机制的认知，同时也为相关疫苗设计提供理论依据和潜在靶点。