特异性分泌GM-CSF的Th细胞：一种新亚群在高胆固醇血症中的免疫调节功能研究

Hypercholesterolemia is a metabolic disease characterized as a kind of inflammatory diseases caused by systemic immune imbalance accompanying with a series of complications, for example atherosclerosis. Granulocyte-monocyte colony stimulating factor (GM-CSF) is a kind of important inflammatory factor participating in a variety of aseptic inflammation. Our preliminary results suggestthat peripheral blood CD4+T cells of patients with hypercholesterolemia cansecrete high level of GM-CSF. Previous studies suggest that GM-CSF may be the main pathogenic factor for the atherosclerosis complications occurred in hypercholesterolemia. However, the origin and molecular mechanism of GM-CSF remain largely unknow. In this application, we propose to perform a systematic analysis to define the specific secretory Th cell type and the precise molecular mechanism of GM-CSF-induced hypercholesterolemia. Therefore, our studies can provide the basis for the development of novel mechanism-based therapeutics for hypercholesterolemia and advance our understanding of GM-CSF based therapies. We propose to focus on GM-CSF secretory Th cell subsets using hypercholesterolemia mouse model, monitor the peripheral blood lymphocyte subsets and phenotypic differences in immune function using flow cytometry, and explore transcriptional mechanism for evaluating the immune status of hypercholesterolemia, providing new targets for prevention and treatment of hypercholesterolemia complications.

高胆固醇血症是一种代谢性疾病，也是一种全身免疫失衡导致的炎症性疾病，可引起动脉粥样硬化等多种并发症。粒细胞-单核细胞集落刺激因子（GM-CSF）是重要的炎症因子，参与多种无菌性炎症的发生。既往研究提示GM-CSF是高胆固醇血症状态下动脉粥样硬化等并发症发生发展的主要致病因子。我们在前期研究发现：高胆固醇血症患者外周血CD4+T细胞可以分泌大量GM-CSF，提出，高胆固醇血症状态下胆固醇聚积引起特异性分泌GM-CSF的Th细胞（GM-CSF+Th细胞）亚群的功能改变，导致炎症因子GM-CSF的水平增加。本课题拟以GM-CSF+Th细胞亚群为切入点，采用ApoE-/-和LDLR-/-两种高胆固醇血症小鼠，明确血浆胆固醇水平与该群细胞相关性；研究该细胞亚群表型与免疫功能的变化；在转录因子调控水平探讨造成相应功能改变的分子机制，为今后治疗高胆固醇血症相关免疫炎性损伤提供细胞靶点。

高胆固醇血症是一种代谢性疾病，也是一种全身免疫失衡导致的炎症性疾病，可引起动脉粥样硬化等多种并发症。我们的前期研究结果显示，高胆固醇血症病人的胸腺过早萎缩，但其具体的原因并不清楚。由于家族性高胆固醇血症的病人大部分是LDLR基因突变引起，因此我们在LDLR-/-这一高胆固醇血症小鼠模型中进一步验证高胆固醇血症免疫功能的变化及探讨其机制。研究显示，无论是否给予高胆固醇饮食，LDLR-/-小鼠胸腺大小数目与对照组WT小鼠无明显差异，胸腺细胞各亚群、骨髓干、祖细胞各亚群以及脾脏初始T淋巴细胞和记忆T淋巴细胞比例在两组之间均无明显差异。而将小鼠从SPF环境中取出置于清洁级环境中后，LDLR-/-敲除小鼠胸腺大小数目较WT小鼠胸腺体积减少，胸腺细胞数目降低，胸腺祖细胞（ETPs）比例和数目降低，并且与血浆胆固醇水平相关；敲除小鼠脾脏初始T淋巴细胞较WT小鼠显著减少，而记忆T淋巴细胞较WT小鼠显著增多；LDLR-/-小鼠骨髓干、祖细胞各亚群比例高于对照组WT小鼠。因此，高胆固醇血症小鼠在开放的环境中能够重现家族型高胆固醇血症患者的胸腺萎缩，胸腺细胞减少的现象，同时胸腺细胞的减少伴随着外周脾脏的记忆T细胞比例显著升高和初始T细胞的比例显著降低。.此外，本课题前期结果显示家族型高胆固醇血症患者外周血CD4+T淋巴细胞GM-CSF分泌显著增多。而在后期实验中我们发现，男性患者与同性别正常对照组相比，外周血CD4+T淋巴细胞中分泌GM-CSF的细胞比例显著降低，并且分泌IFN-γ、TNF-α和IL-10的细胞的比例均有显著降低，女性患者的上述细胞因子分泌的情况与同性别正常对照的人群相比并没有太大差别。之前的实验结果可能是由于两组之间男女患者比例分配不均所导致。. 综上所述，本研究发现两个重要问题，一是性别不同导致免疫细胞因子分泌的差异，二是小鼠模型需要免疫激活才能表现出人类高胆固醇血症的免疫表型。对这两个问题的发现也从另一层面拓宽人们对高胆固醇致全身炎症免疫损伤的认识，为全面评价高胆固醇血症患者免疫状态提供新的理论和实验依据。