TIM-4 调控APC对同种抗原的自噬及其在移植免疫耐受中的作用和机制研究

Autophagy in immune cells has been getting more and more attention in immune field. As for antigen presented cell (APC), it can gobble up, process, present antigen and mediate T cell tolerance. The characteristics and importance of APC mediated autophagy in processing and presenting, however, need to be researched. According to our previous experiments, we found that blocking TIM-4 could inhibit the ability of APC gobbling up antigen, and significantly improve autophagy genes Beclin-1, we proposed to investigate the molecular mechanisms of TIM-4 regulating APC to control autophagy in consuming, processing, presenting and induce T cell tolerance.Using gene silencing, confocal fluorescence labeling, IP-MS technology, we will study the effect and molecular mechanisms of TIM-4 regulating APC to gobble up, processing antigen, and the main point is that we will discuss the molecular mechanism of TIM-4 regulating APC to gobble up, processing antigen, and form autophagy body to induce of T cell tolerance, explore key target signal regulation of autophagy in TIM-4. Using TIM-4-/- mice as receptor, we have established the heart allotransplantation model, we hope the study of TIM-4 regulation in the effect and mechanism in the immune tolerance induced by APC will provide new strategies for prevention and treatment of host rejection.

免疫细胞的自噬作用越来越受到免疫学界的重视。针对抗原递呈细胞（APC）在吞噬、处理及递呈抗原介导T细胞耐受的特点和重要性，APC的自噬是否对抗原加工、处理与递呈有影响以及如何影响的机制有待研究。结合前期实验发现阻断TIM-4可抑制APC的抗原吞噬能力，并显著提高自噬基因Beclin-1等表达，我们拟研究TIM-4分子调控APC自噬的分子机制在抗原吞噬、处理及递呈中的作用及诱导T细胞耐受的效应。采用基因沉默、荧光标记共聚焦、IP-MS等技术研究TIM-4调控APC吞噬抗原、加工处理抗原的影响及其分子机制，重点研究TIM-4调控APC细胞的自噬分子机制及其对抗原吞噬、加工处理、自噬体形成的分子作用机制以及诱导T细胞耐受的效应，探讨TIM-4信号调控自噬的关键靶点。以TIM-4缺陷小鼠为受体建立同种心脏移植模型，研究TIM-4调控APC在免疫耐受诱导中的效应和机制，为移植排斥的防治提供新策略。

树突状细胞是专职的抗原递呈细胞。以骨髓来源DC为研究对象，研究TIM-4信号调控APC细胞针对抗原吞噬、处理及递呈功能的作用。结果发现DC中TIM-4缺失，可有效降低DC吞噬能力和抗原递呈能力, DC表面的MHC-II类分子和共刺激分子表达下降并抑制自噬相关蛋白表达。TIM-4缺陷的DC具有低免疫源性，可抑制T细胞的MLR反应，促进CD25和Foxp3表达。这些结果说明TIM-4能够调控APC自噬影响细胞功能的作用，TIM-4缺失的APC细胞能够促使T细胞向Treg细胞分化，诱导免疫耐受。DC细胞中高表达TIM-4则促进DC细胞的成熟。OVA免疫TIM-4-/-小鼠和野生型小鼠，发现TIM-4-/-小鼠脾脏DC表达TNF-α、IL-12、CCL-2、CXCR3的mRNA的水平明显降低，且相关的自噬基因Atg5、Beclin-1的表达亦明显降低。TIM-4-/-小鼠脾脏DC的抗原递呈能力明显减弱；ELISA检测培养上清液中细胞因子，发现DC中TIM-4的缺失主要影响Th2型细胞因子的分泌。进一步研究发现Tim-4缺失导致AMPKα1蛋白磷酸化水平降低，减少自噬基因LC3A/B、Beclin-1的蛋白表达。说明TIM-4可通过AMPKα1影响DC细胞的自噬。体内研究发现TIM-4-/-可明显延长心脏移植物的存活期。移植物中TIM-4-/-组移植心脏的炎症细胞浸润明显减少， CD11c的表达量降低，CD25和Foxp3的表达量明显增加，提示TIM-4-/-移植物中APC细胞减少、Treg细胞增多，且受体小鼠脾脏T细胞的增殖能力降低，IL-10的分泌量增加。这些结果表明，TIM-4缺失可抑制APC细胞的功能，促进T细胞向Treg细胞分化，延长移植物存活期，发挥抗移植排斥的作用。在此基础上，利用TIM-4-/-小鼠也研究了TIM-4在非酒精性脂肪肝中的作用，为肝脏疾病的防治提供实验数据。