香烟烟雾暴露对Th17细胞分化的影响及其机制研究

最近对慢性阻塞性肺疾病（COPD）和香烟烟雾暴露肺气肿模型的研究表明，CD4+T细胞特别是Th17细胞在其获得性免疫/自身免疫的发生中起关键作用。我们对COPD患者外周血调节性T细胞(Treg)不同亚群进行分析，首次发现吸烟患者CD45RA-亚群明显升高；而这一亚群已被证实可分化为Th17细胞。但香烟暴露与Th17细胞分化是否存在直接关系及其可能的机制尚不明确。新近研究发现芳香烃受体（AHR）可调节Treg和Th17细胞的分化，是将环境有害物质暴露与自身免疫联系起来的关键环节。据此提出本项目：（1）观察烟草提取物直接、或通过树突状细胞间接、对人外周血CD4+T细胞Treg和Th17细胞分化、以及Treg向Th17细胞分化的影响和AHR的作用；（2）观察香烟暴露小鼠模型Th17细胞的变化以及AHR激动剂和拮抗剂的影响。结果将为明确COPD获得性免疫反应与香烟暴露的关系及相关机制提供实验证据。

最近对COPD和香烟暴露肺气肿模型的研究表明CD4+T细胞特别是Th17细胞在适应性免疫的发生中起关键作用；IL-17是介导气道炎症和肺气肿发生的关键分子。但香烟暴露与Th17细胞分化的关系及可能机制尚不明确。新近研究发现芳香烃受体（AHR）可调节Th17和调节性T细胞(Treg)的分化，是将环境有害物质暴露与适应性免疫联系起来的关键环节。据此我们提出了以下研究内容:（1）观察烟草提取物(CSE)对CD4+T细胞向Th17和Treg分化、以及Treg向Th17转分化的影响和AHR的作用；（2）观察香烟暴露小鼠模型Th17的变化及AHR激动剂和拮抗剂的影响。预计研究结果将为明确COPD适应性免疫与香烟暴露的关系及机制提供实验证据。. 首先，为了明确COPD患者Treg的分布是否存在异常及其与Th17之间的关联，我们对COPD患者外周血和支气管肺泡灌洗液中的 Treg 亚群进行了研究，首次发现COPD患者Treg的3个亚群比例存在异常，其中具有抑制功能的aTreg和rTreg水平降低，具有促炎功能的FrIII（第三亚群，分泌IL-17）比例升高（提示Treg向Th17转分化增加），抑制亚群和促炎亚群比例失衡，而且与CD8+T细胞活化和肺功能异常相关。这一研究结果以论著形式发表在呼吸领域著名期刊Thorax（2013,IF 8.56）。. 为了明确香烟暴露对Treg和Th17分化的影响，体外实验观察了CSE 对CD4+T细胞向 Treg 和Th17分化的影响；为了证实CSE是否通过AHR发挥作用，细胞培养中分别加入AHR激动剂FICZ和AHR拮抗剂白藜芦醇。结果发现，CSE 可促进CD4+T细胞向Th17 分化,并抑制Treg 分化,这一过程部分通过AHR 诱导（国际呼吸杂志2014）。. 为了探索免疫机制在COPD发病中的作用，我们建立了腹腔注射联合经鼻滴入CSE诱导的COPD模型，证实多种促炎因子、蛋白酶/抗蛋白酶失衡参与其中;这一模型也为将来研究COPD发病机制和治疗提供了一种新的选择（中华结核和呼吸杂志,2015）。为了证实IL-17在COPD发病中的作用，我们采用了IL-17A基因敲除小鼠制备香烟暴露模型，结果发现与野生小鼠相比，IL-17敲除小鼠肺气肿和气道炎症明显减轻，初步证实烟草暴露所致肺气肿和肺部炎症依赖IL-17，后续研究正在进行中。