针对FOXP3翻译后修饰酶类活性调节的中药小分子筛选及机制研究

The physiological function of regulatory T cells (Tregs) is critical to maintain the homeostasis of our immune system. FOXP3 is a crucial transcription factor for Treg differentiation and function. The post-translational modification status of FOXP3 determines its protein stability and transcriptional function,and in turn the physiological function of Treg cells. Inflammation, generated during acute or chronic infection or other major human diseases, negatively regulates FOXP3+Treg cell function. This project aims to construct a screening system to analyse the functional role of small molecules that were obtained from Chinese Traditional Medicine, specifically targeting the enzymatic subunits of FOXP3 complex which regulate FOXP3 activity at the post-translational level. By using molecular,cellular immunology tools and animal disease models, we hope to identify specific agonists and antagonists of Tregs for preventing or treating tumors, transplant rejection, viral infection, autoimmune diseases and other major inflammatory diseases.

调节性T细胞(Treg)正常功能对于人体免疫稳态的动态调节必不可少。Treg细胞特异性表达的关键转录因子--FOXP3的蛋白翻译后修饰决定其稳定性及基因转录活性，进而调控Treg细胞介导的免疫抑制功能。急慢性感染及许多炎症性疾病发生过程中产生的促炎症因子能负调节FOXP3蛋白及Treg功能；而能够特异性干预该负向调节的中药小分子将有可能在炎症环境下稳定FOXP3活性，从而恢复Treg功能。本课题希望通过我们实验室在FOXP3蛋白翻译后修饰领域的原始发现，建立针对FOXP3翻译后修饰相关酶类活性的中药单组分筛选系统，运用分子免疫、细胞免疫、动物疾病模型等技术手段深入研究中药小分子的免疫作用机理及其在炎症因子刺激条件下对FOXP3蛋白、Treg细胞功能的影响，为肿瘤、移植排斥、病毒感染、糖尿病及哮喘等重大免疫性疾病的临床治疗提供创新性线索及药物新靶点。

磷酸化、泛素化等翻译后修饰可以调节FOXP3的稳定性以及Treg细胞的功能，进而影响相关疾病的进程。针对参与翻译后修饰的酶类，选择抑制剂或者激活剂进行干扰，将可以调控Treg细胞的功能。在本课题的研究中，我们通过流式细胞术筛选出可以增强Treg细胞功能的中药小分子-山奈酚。通过体内、体外实验证实山奈酚可以稳定LPS介导的FOXP3的降解，增强iTreg的分化效率，并且减轻关节炎模型的疾病进程。生化实验证实，上述过程是通过特异性抑制PIM1磷酸化FOXP3的功能来实现的。我们进一步分析60种山奈酚衍生物的特性，筛选到14种稳定FOXP3的功能强于山奈酚的衍生物，我们将进一步分析开发这些衍生物，为相关疾病的治疗提供新的先导化合物。此外，我们还发现多环多异戊烯基间苯三酚类化合物cambogin也能通过稳定FOXP3进而调节Treg细胞。本课题围绕调节FOXP3蛋白水平的小分子化合物展开，首先建立了小分子筛选体系，并分析了中药小分子调节Treg细胞的机制，也在大鼠关节炎模型内验证了山奈酚抑制炎症、减轻疾病的效果。