Foxp1调节滤泡辅助性T(TFH)细胞分化的机制研究

Generation of high-affinity and long-lived antibodies is critical for protection against infectious diseases, and is also the foundation for most of the effective vaccines. Follicular helper T cells (TFH cells), specialized CD4+ T cells subset that provides B cell help for germinal center formation, are essential for high-quality antibody response. Unfortunately, the mechanisms underlying the TFH differentiation are still largely unknown. Our recent study has established that Foxp1 is a critical negative regulator of TFH cell differentiation. Nevertheless, the exact molecular mechanisms and Foxp1-centered transcriptional regulatory network in the TFH development remain to be explored. Our data show Foxp1 not only regulates ICOS expression at early stages of T cell activation, but also inhibits the activation of the ICOS downstream molecules such as Akt. We have also found Foxp1 regulates Il-2Rβ expression. Consistently, Foxp1-deficient CD4+ T cells are more resistant to Blimp1-mediated negative regulation. Intriguingly, we also found many of Foxp1 deficient CXCR5+PD-1+ cells are Bcl-6 negative cells. Possibly, CD4+ T cells lacking both Bcl-6 and Foxp1 could differentiate into TFH cells or pre-TFH cells. Based on our previous study, our research aims to understand how Foxp1 regulates the differentiation and function of Follicular Helper T (TFH) cells. Insights into relevant mechanisms will facilitate new vaccine development, meanwhile offering new strategies for the treatment of infectious diseases and autoimmune diseases.

抗体在机体抵御病原微生物感染中发挥重要作用，诱导高质量的抗体也是多数疫苗的工作基础。TFH细胞是新发现辅助性T细胞亚群，对抗体的生成起至关重要的作用。然而，TFH细胞的分化机制目前仍不清楚。我们近期发现Foxp1是TFH细胞分化过程中关键的负调控因子，但确切机制有待进一步研究。我们前期工作显示Foxp1除了调控ICOS的信号通路外，还调控Il-2Rβ的表达。另外，我们发现Foxp1缺陷的TFH细胞多数为Bcl-6阴性细胞，所以，Foxp1和Bcl-6双敲除的细胞是否可以分化成TFH细胞值得进一步探讨。在此基础上，我们将更深入研究Foxp1调控TFH细胞分化和功能的机制，解析Foxp1和Bcl-6等关键的转录因子之间的相互关系。本研究的深入开展将为Foxp1缺陷的细胞在疫苗中的应用打下坚实基础，将为TFH细胞领域提供新的认识，为新型疫苗研发、感染性疾病和自身免疫性疾病的治疗提供新线索。

持久的抗体免疫反应在宿主抵御病原微生物感染及疫苗免疫保护中发挥了重要作用 。TFH细胞是特异性辅助B细胞形成生发中心的CD4+ 辅助性T细胞亚群，对持久的抗体免疫反应至关重要。然而，TFH细胞的分化机制仍不清楚。本项目主要研究TFH细胞和TFH亚群的转录调控。我们之前的研究报道了Foxp1是TFH细胞分化过程中关键的负调控因子,但确切机制有待进一步研究。本项目中，我们首先利用Foxp1的ChIP-Seq，结合WT和Foxp1 KO TFH细胞的RNA-Seq数据的组学分析，鉴定了ECM1, Slam家族蛋白 CD84和 Ly108, CTLA4等分子是Foxp1调控的关键分子。我们利用ECM1敲除小鼠证实了ECM1在TFH细胞分化的发挥关键作用，ECM1基因敲除导致TFH细胞的分化障碍及抗原特异的抗体减少。我们阐明ECM1蛋白是通过抑制IL2-Stat5的信号，上调TFH细胞核心转录因子Bcl6，而促进TFH细胞分化 (PNAS. 2018; 115(34):8621-8626)。进一步，我们发现Foxp1还通过抑制Slam家族蛋白 CD84和 Ly108表达抑制TFH细胞分化，这条调控通路在抑制系统性红斑狼疮发病中发挥了重要作用。为了研究不同TFH亚群的发育和功能，我们建立了ZIKV感染模型（这一模型可以诱导很强的TFH和Th1免疫反应）。利用这一模型，我们发现ZIKV感染诱导了Th1-like Tfh细胞免疫应答。Th1-like TFH细胞同时具有Th1和TFH细胞的特征如表达Th1细胞基因T-bet和IFN-γ，同时又表达TFH细胞的标志分子CXCR5和Bcl6。但Th1-like TFH细胞具有自己独特的特征和基因表达谱，是TFH细胞的一个新亚群。Th1-like TFH细胞的发育依赖转录因子T-bet和Bcl6。我们进一步证明了Th1-like Tfh细胞是介导IgG2类别转换的主要细胞亚群，在ZIKA特异性持久抗体免疫应答中发挥至关重要的作用(Nat Commun. 2019; 10 (1):3859)。总之，本项目研究为TFH细胞和TFH亚群的发育和功能提供新认识，为感染性疾病和自身免疫性疾病的治疗提供了新线索。