TET2调控Foxp3基因表达的机制及其在自身免疫糖尿病发病中的作用

The previous study has shown that the deficiency of regulatory T cells(Treg) is involved in the pathogenesis of autoimmune diabetes both in human and NOD mice. Treg mainly depends on the expression of forkhead box transcription factor Foxp3 for its proper function. In our study, we found the expression level of Foxp3 was significantly decreased while its DNA methylation level was increased in patients with autoimmune diabetes. However, the regulation mechanism of Foxp3 is still unclear. The promoter of Foxp3 gene contains a Treg-specific demethylated region(TSDR), and demethylation of this region can maintain the stable expression of Foxp3 and the immunosuppressive function of the Treg. Study has shown that the active demethylation of Foxp3 gene in mice is closely related with Treg cell function, and this activity is accomplished by the TET family. We have detected that the TET2 expression of the CD4+ T cells is markedly decreased in patients with autoimmune diabetes. In this project, we will explore the regulation mechanism of Foxp3 expression and function of Treg by the perspect of demethylation of the promoter of Foxp3 gene. We anticipate to provide a new therapeutic strategy and target for autoimmune diabetes.

研究表明调节性T细胞（Treg）功能缺陷参与了自身免疫糖尿病的发生。Foxp3是Treg细胞特异的转录因子，在维持Treg细胞功能中发挥至关重要的作用。我们在自身免疫糖尿病患者中检测到Foxp3的DNA甲基化水平升高，而表达降低，然而其调控机制尚不清楚。Foxp3基因启动子有一个被称为Treg特异去甲基化的区域，这个区域的去甲基化能维持Foxp3基因的长期稳定表达和Treg细胞的免疫抑制功能。研究认为小鼠Foxp3基因的主动去甲基化与Treg细胞的功能密切相关，而其主动去甲基化是通过DNA去甲基化酶TET家族来实现的。我们在自身免疫糖尿病患者CD4+T细胞中检测到TET2的表达显著降低，本研究拟从Foxp3基因启动子去甲基化角度探讨TET2调控Foxp3基因表达和Treg细胞功能的机制，该研究可能为自身免疫糖尿病的治疗提供新的治疗策略和靶点。

本项目主要围绕DNA去甲基化酶Tet2是否可影响Foxp3及Treg细胞，从而影响小鼠自身免疫糖尿病的发病。研究中我们发现在自身免疫糖尿病患者中TET2和FOXP3的表达水平均降低；我们还利用Tet2基因敲除小鼠和野生型对照小鼠，分离其胸腺、脾脏、淋巴结的细胞后，分别进行Treg细胞、Th细胞、Tfh细胞染色和流式细胞分析。我们发现与野生型对照小鼠相比，Tet2基因敲除小鼠的胸腺Treg细胞比例显著降低，同时我们还发现Tet2基因敲除小鼠淋巴结中的Tfh细胞的比例显著升高。而其余的细胞种类，包括脾脏、淋巴结的Treg、Th1、Th2、Th17细胞和脾脏的Tfh细胞，均未发现显著改变。我们还采用STZ诱导的方式，研究Tet2敲除对小鼠自身免疫糖尿病发病的影响。我们初步结果发现，使用STZ处理与未使用STZ处理的KO组和WT组相比，使用STZ处理能显著升高血糖，促进小鼠糖尿病的发生。而STZ处理的KO组和WT组相比，Tet2基因敲除小鼠的血糖升高要晚于野生型小鼠。这说明Tet2基因敲除后能影响小鼠糖尿病的发生，该作用可能是通过影响Treg细胞和Tfh细胞的比例实现的。本项目研究结果初步阐明了Tet2可能通过影响Foxp3和Treg细胞、Tfh细胞的比例，从而影响自身免疫糖尿病的发生，为自身免疫糖尿病的发病机制提供了更多证据。同时也为从DNA甲基化/去甲基化方面进行干预，从而阻止自身免疫糖尿病的发生奠定了理论基础。