Stch调控生发中心B细胞反应和抗体产生的分子与细胞机制

Antibodies produced by the body play an important role in infectious diseases, tumor, transplant rejection and autoimmune diseases. The previous studies have shown that germinal center (GC) reaction is a critical event in B-cell differentiation into antibody-secreting plasma cells. However, this important scientific question on how the germinal center reaction affects antibody production is still unclear and is urgently needed to be answered. Based on our previous results, we put forward the following scientific hypothesis: GC reaction induces B cells to up-regulate the expression and function of hot shock protein 70 family member Stch; Stch blocks ubiquitination and degradation of key proteins in GC B cells; The expression of key proteins in GC B cells is up-regulated; Accordantly, key proteins induce the antibody production, affinity, diversity, and so on. The effects of Stch on antibody class switch, affinity and point mutation were elucidated by in vivo and in vivo experiments. We will further explore the mechanisms by which Stch regulates GC B cells-controlled antibody production. We will also study that Stch overexpression induces autoantibody production as the new perspective in-depth understanding of the immunological mechanisms underlying occurrence and development of systemic lupus erythematosus. This project will help to identify potential targets for the diagnosis and treatment of antibody-related diseases.

机体产生的抗体在感染性疾病、肿瘤、移植排斥和自身免疫病中具有重要的作用。研究发现，生发中心（germinal center，GC）反应是影响B细胞分化成分泌抗体的浆细胞的关键事件。然而，关于GC是如何影响抗体产生的这一重要的科学问题目前仍不甚清楚，亟待解答。本课题组在前期研究的基础上，提出以下科学假设：GC反应诱导B细胞增强热休克蛋白70家族分子Stch的表达和功能，Stch阻断GC B细胞中关键蛋白泛素化而导致的降解，上调GC B细胞中关键蛋白的表达，从而增加抗体产生、亲和力或多样性等。本项目拟通过体内外实验，阐明Stch对抗体类别转换、点突变及亲和力等的影响，揭示Stch在GC B细胞调控抗体产生中的作用机制。本课题也将从Stch过度表达诱发自身抗体产生这一新的角度深入了解系统性红斑狼疮的发生、发展的免疫学机制。本项目的研究将有助于发现抗体相关疾病诊疗的潜在靶点。

机体产生的抗体在感染性疾病、肿瘤、移植排斥和自身免疫病中具有重要的作用。研究发现，生发中心反应是影响B细胞分化成分泌抗体的浆细胞的关键事件。然而，关于生发中心反应是如何影响抗体产生的这一重要的科学问题目前仍不甚清楚，亟待解答。我们发现浆细胞（包括浆母细胞）表达高水平的Hspa13（即Stch），单细胞转录谱显示Hspa13在浆细胞中特异性且高度表达，是一种新的浆细胞特异性表达的标志物。B细胞特异性敲除Hspa13 (即Hspa13 cKO)小鼠减少对脂多糖（LPS）、绵羊红细胞或 4-羟基-3-硝基苯乙酰 (NP) 等免疫诱导的浆细胞和抗体的产生。机制上Hspa13 cKO降低了浆细胞中的Ebi3和IL-10的表达。Ebi3和IL-10是分泌 IL-4和IL-21等辅助性滤泡T细胞 (Tfh) 激活和分化的重要因素。Hspa13 cKO由于Ebi3和IL-10减少导致滤泡辅助 T (Tfh) 细胞辅助生发中心反应不足，再者，IL-4和IL-21等的降低也会减少生发中心 (GC) B 细胞中Aicda的表达及其介导的抗体类别转换重组和体细胞超突变。多发性骨髓瘤或系统性红斑狼疮患者的B220+细胞中Hspa13的表达显著增加，而B细胞特异性敲除Hspa13则显著减少pristane 诱导的狼疮小鼠及狼疮易感MRL/lpr小鼠模型中自身抗体和蛋白尿减少。总的来说，我们的数据表明浆细胞中新型特异性标志物Hspa13在通过调控浆细胞中Ebi3 和 IL-10表达来控制生发中心反应，进而调控生发中心B细胞中的抗体类别转换和点突变，最后调控浆细胞和抗体的产生。本课题为Hspa13（即Stch）过度表达诱发自身抗体产生这一新的角度深入探讨了系统性红斑狼疮的发生、发展的免疫学机制。本项目的研究将有助于以Hspa13（即Stch）为靶点开发针对抗体异常相关疾病诊疗制剂。