"IL-25/IL25R-MAPK-Foxp3"轴调控Treg细胞分化及引发脓毒症免疫抑制的机制研究

Sepsis is a leading cause of death for patients within ICU. Immunosuppression is the main character of patients with sepsis in the late stage, but the mechanism remains unclear. In our previous studies , we found that peripheral IL-25 elevation induced immunosuppression and marked increase of mortality for model mice. Such phenomenon was also closely related to IL-25 which promoted the differentiation of regulatory T cells (Tregs) in peripheral blood of the animal models. Based on the previous research, this project puts forward a hypothesis that "IL-25 binds to IL-25R, activates MAPK pathway, up-regulates Foxp3’s activity, induces differentiation of the Treg subsets, and eventually lead to immunosuppression". To clarify this hypothesis, this study intends to definitude at first how IL-25 and IL-25R affect Treg cell differentiation and induce immunosuppression of sepsis, Then it will focus on the observation that whether IL-25 regulate gene expression of FOXP3 and influence the differentiation and function of Treg in cell and animal level. Finally, it will investigate how the MAPK signaling pathway up-regulate the expression of Foxp3 and clarify the molecular mechanism of how IL-25 promote differentiation of Treg and induce immunosuppression. Overall, this project is expected to provide new ideas for better recognition of immune imbalance mechanism of sepsis and to find out possible targets for intervention.

脓毒症是ICU患者死亡的首要因素，免疫抑制是脓毒症中晚期的主要病理特征，但发生机制不明。课题组前期发现，脓毒症小鼠外周血IL-25水平升高可诱发免疫抑制并导致动物死亡率显著增加，且该作用与IL-25促进调节性T细胞（Treg）的分化密切相关。基于该发现，本项目提出“IL-25结合其受体，活化MAPK通路并上调Foxp3表达，最终诱导Treg细胞分化及引发免疫抑制”这一假说。为阐明该假说，首先在细胞和动物水平观察IL-25通过结合其受体促进Treg细胞分化并导致免疫抑制的作用；进而在细胞及动物水平检测IL-25对Foxp3基因表达的调控以及Foxp3活化对Treg细胞分化与免疫功能的影响；最后在细胞水平探讨MAPK通路对Foxp3表达的上调作用及其转录调节机制。最终阐明IL-25促进Treg分化而发挥免疫抑制作用的分子机制，为提高脓毒症免疫失衡机制的认识水平和寻找可能的干预靶点提供新思路。

脓毒症是ICU患者死亡的首要因素，免疫抑制是脓毒症中晚期的主要病理特征，但发生机制不明。本项目基于前期发现，提出“IL-25结合其受体，活化MAPK通路并上调Foxp3表达，最终诱导Treg细胞分化及引发免疫抑制”的假说。为证实该假说,本项目首先在细胞和动物水平研究了IL-25/IL-25R调控Treg细胞及介导免疫抑制的作用研究，其次进行了有关IL-25/IL-25R调控MAPK活化进而影响Foxp3活性及其促进Treg分化的相关分子机制。在此基础上进一步探讨了IL-25对LPS刺激巨噬细胞M1/M2极化的影响作用研究,并结合该发现,拓展了有关钙离子及其相关信号通路对LPS调控巨噬细胞M2极化的分子机制研究。本项目通过上述研究发现：（1）IL-25在体内外均可促进Treg 细胞的分化；（2）体外诱导内毒素耐受的小鼠外周血淋巴细胞IL-25的分泌水平显著升高，并伴随淋巴细胞免疫抑制性表型的出现；（3）内毒素耐受小鼠外周血IL-25水平显著升高，且伴随小鼠免疫抑制现象的发生；（4）外源性IL-25促进免疫抑制而IL-25抗体以及IL-25R抗体对LPS注射脓毒症模型小鼠免疫抑制具有逆转作用；（5）IL-25/IL-25R在CLP小鼠脓毒症模型具有调控Treg细胞分化和介导免疫抑制的作用；（6）IL-25在体内可上调FOXP3的表达；（7）Foxp3基因低表达对IL-25/IL-25R体外介导Treg细胞分化具有抑制作用，其高表达具有抑制作用；（8）IL-25/IL-25R活化MAPK通路可能是其调控Foxp3表达的重要信号转导机制研究；（9）IL-25能够促进LPS刺激下的巨噬细胞M2极化水平增加；（10）胞外钙离子内流可经TRPM2-CaMKII-ERK-C/EBPβ通路诱导小鼠巨噬细胞免疫抑制状态（M2极化）的作用。（11）抑制内质网钙离子释放可诱导巨噬细胞自噬及逆转LPS耐受中。综上所述，本项目明确了“IL-25/IL25R-MAPK-Foxp3”轴在调控Treg分化及引发脓毒症免疫抑制的作用及其分子机制。同时进一步发现了IL-25/IL25R-MAPK通路诱导巨噬细胞M2极化的作用以及胞内钙离子调控M2极化和促进脓毒症免疫抑制的新机制。