Dhx9基因在免疫反应中调控CD8+T细胞命运与功能的机制

Dhx9, as a RNA helicase, functions as a potent regulator of gene transcription and expression, and is essential for the activation of innate immunity. However, the function of Dhx9 in adaptive immunity is still unknown. CD8+ T cells represent a key population of effector cells in the immune system and play a critical role in the defense against bacteria, viruses, and tumors. Our preliminary studies demonstrated that Dhx9 is highly expressed in CD8+ effector T cells. Dhx9 deletion significantly impaired the expansion of antigen specific T cells and mouse survival upon viral infection, but the mechanism is still unknown. The aim is to study the effect of Dhx9 on CD8+ effector and memory T cell fate and function. We will explore the upstream and downstream genes of Dhx9 through RNAseq, epigenetic analysis and immunoprecipitation. Then we will validate Dhx9-related pathway by manipulating the upstream and downstream gene expression. Finally, we will verify the function of Dhx9 and its target genes in human CD8+ T cells. In summary, our study will uncover a novel mechanism of controlling effector T cell fate and function, which may provide a potential target for clinical therapy using potent CD8+ effector T cells.

Dhx9属于核酸解旋酶家族成员之一，在调控基因转录及表达上发挥广泛且重要的作用，参与激活天然免疫，但其对适应性免疫的调节不清楚。CD8+T细胞是免疫系统中一群非常重要的效应性细胞，在抗细菌、病毒及肿瘤中发挥关键的作用。我们前期发现：Dhx9基因在CD8+效应性T细胞中特异地高表达，其缺失影响病毒感染后抗原特异性T细胞的扩增及小鼠的存活，机制有待阐明。本项目将研究Dhx9对CD8+效应性和记忆性T细胞命运与功能的调节作用；应用RNA高通量测序、基因组表观分析及免疫共沉淀等技术，揭示CD8+效应性T细胞中Dhx9的上、下游分子及信号通路，并通过改变上、下游基因的表达在功能上对其予以验证；最后将在人的CD8+T细胞上验证Dhx9及其靶基因的功能。研究结果将揭示Dhx9基因调控CD8+效应性T细胞命运与功能的新机制，为提高CD8+效应性T细胞功能进行的临床治疗提供新的靶点。

天然免疫分子是否直接参与适应性免疫特有信号组成而发挥作用是免疫领域一个重要的科学问题。本课题组前期发现核酸解旋酶基因A（Dhx9）突变可以影响T细胞在胸腺和外周的数目，因此本项目应用T细胞特异缺失Dhx9基因的小鼠，深入探索了该基因对CD8+ T细胞的命运和功能的调控作用及机制，并对其在感染免疫中的影响进行了研究，取得了预期的研究成果。. 研究结果发现：该基因缺失不影响小鼠T细胞的发育，但显著破坏了效应性CD8+ T细胞的数目及小鼠的抗感染能力。从细胞水平上，该基因缺失显著增加了活化CD8+ T细胞的凋亡，导致T细胞存活、效应分化和病毒清除受损。机制方面，Dhx9 作为关键调节因子确保LCK和CD3ε介导的ZAP70磷酸化及下游ERK的激活，以保护CD8+ T细胞在增殖爆发前免于凋亡；且Dhx9还可以直接调节Id2的转录以调控效应性CD8+ T细胞的分化。其中Dhx9的DSRM和OB_Fold结构域分别发挥绑定LCK及调控Id2转录的功能。此外，我们还发现在COVID-19患者的效应性CD8+ T细胞中Dhx9的表达是显著增加的。. 在该课题的支持下产出的直接和间接结果已发表了5篇SCI论文，并已申请了1项专利，参加了7次国内外学术会议，培养了1名博士研究生和4名硕士研究生。该研究发现天然免疫分子直接组成TCR信号调控适应性免疫的新机制，提出天然和适应免疫在分子水平上协同应答的新观点，不仅丰富了免疫学理论，而且为治疗抗病毒和肿瘤等疾病提供新依据。