转录因子AhR通过促进树突状细胞IDO介导尿毒症免疫耐受的机制及作用

Immune tolerance can increase infection susceptibility in uremia and is difficult to control. Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) is a key immunotolerant molecule characterized in dendritic cells. We observed that increased peripheral IDO was important to immune tolerance in uremia patients. Transcription factor AhR is activated in uremia. Recent study showed that it could promote IDO in dendritic cells. However, the interaction mechanism between the AhR and IDO is not unclear. Using bioinformatic analysis, we found the domains in IDO promoter which had potential to combine AhR. In this program, the two questions we will answer are if AhR regulate IDO directly as a transcription factor and if a treatment to AhR can improve the immune tolerance in uremia. We plans to confirm the combination of AhR and IDO promoter and the combining DNA sequence through ChIP, and explore critical sequence using a decoy oligodeoxyn method. Then, the effects of AhR knockout on IDO transcription and immunity will be investigated in uremic mice. These works will provide theoretical knowledge and new idea for therapy on immunocompromised state in uremia.

免疫耐受可以增加尿毒症患者的感染易感性，是临床治疗的难题。吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）是树突状细胞中特有的一种介导免疫耐受的关键分子，我们观察到，外周血IDO升高是引起尿毒症免疫耐受的重要原因。转录因子芳香烃受体（AhR）在尿毒症时显著活化。最近发现它可以促进树突状细胞IDO，但两者间作用的机制尚不清楚。利用生物信息学方法，我们发现IDO启动子具有可能结合AhR的潜在序列。那么，AhR可能作为转录因子直接调控IDO吗？干预AhR能否改善尿毒症免疫耐受？为了解决这两个问题，本项目计划用ChIP技术明确AhR能否结合IDO启动子以及结合的序列，并应用诱骗寡核苷酸阻断技术探索两者结合的关键序列；拟进一步在尿毒症小鼠模型中观察敲除AhR基因对IDO转录和免疫功能的影响。这些工作将为深入理解尿毒症免疫耐受提供理论基础，为治疗尿毒症免疫耐受提供新思路。

吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）是介导免疫耐受的重要分子。为了阐明其对尿毒症免疫耐受性的影响和机制，本项目成功制备并验证了树突状细胞敲除和过表达IDO小鼠，利用这些基因修饰小鼠构建尿毒症小鼠感染模型。我们观察到敲除IDO可以减轻尿毒症炎症并保护感染小鼠死亡。通过单细胞mRNA测序、拟时序分析等和基因通路富集等技术，我们分析了免疫细胞的功能和交互作用机制。研究结果发现单核细胞是细胞通讯最活跃的亚群，通过CCL2-CCR2及CXCL13-CXCR5受体-配体信号转导向巨噬细胞分化；研究揭示了参与分化的系列重要开关基因和信号通路。这些结果对深入阐明IDO(+)树突状细胞如何调控免疫提供了方向和潜在的干预靶点。项目也制备了树突状细胞IDO过表达小鼠，应用反义技术敲低了尿毒液刺激的斑马鱼IDO。虽然这两种基因干预方式未能显示出对感染和炎症的效应，但这两个工具对其它免疫学研究具有潜在应用前景。项目扩展性观察了足细胞IDO对肾脏的潜在作用。由于IDO是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）生物合成的第一个限速酶，足细胞能量代谢高度依赖NAD+，我们重点关注了IDO对足细胞NAD+代谢的影响。通过对糖尿病肾脏病单细胞转录组数据库的挖掘，我们首次分析了肾脏NAD+代谢酶谱的转录情况，发现生理条件下肾脏固有细胞IDO转录水平都极低，尤其是足细胞，多个NAD+合成酶转录水平都低；糖尿病条件可抑制NAD+合成，但过表达IDO可恢复NAD+合成代谢，并具有足细胞保护效应。这些结果为保护足细胞提供了新的思路和靶点。