内质网接头蛋白Sel1L调控CD4+T细胞分化的机制及在EAE疾病发生中的作用

Multiple sclerosis (MS) and experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) are autoimmune demyelinating diseases which mediated by activated CD4+ T cells. Recently, published studies declared that unfolded protein response (UPR) and autophage did contribution to the development of these diseases, but its exact roles in the activation of autoimmune CD4+T have not been well demonstrated. In mammals, adaptor protein suppressor-enhancer of lin-12-like (Sel1L) works with other proteins to form a highly conserved complex ER-associated degradation (ERAD), which is a principle quality mechanism responsible for targeting misfolded ER proteins for cytosolic degradation. If the functions of ERAD were overloaded or deficient, UPR and autophage in cells will be activated. In this study, by using the CRISPR/Cas9 system, we generated T specific Sel1L deletion mice to explore the effects and the potential mechanisms of Sel1L mediate ERAD in the differentiation of CD4+ T subsets and the development of Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a widely used mice model of MS. If these were well demonstrated, it will not only be helpful to understand the differentiation of CD4+ T subsets better, but to find a new target for the treatment of MS.

多发性硬化症（MS）和实验性变态反应性脑脊髓炎（EAE）是由活化的Th1/Th17细胞亚群介导的自身免疫性疾病，但其发生机制仍不清楚。内质网接头蛋白Sel1L参与对细胞内质网（ER）中非正常折叠蛋白的降解、转运，并与ER内非正常折叠蛋白反应（UPR）、细胞自噬密切相关。本课题组前期研究发现，Sel1L分子缺失可影响Th1/Th17细胞亚群分化。因此，我们提出Sel1L调控CD4+T细胞亚群分化、参与此类疾病发生发展的科学假说。本研究将利用T细胞特异性Sel1L敲除小鼠，结合EAE模型，研究Sel1L分子对Th1/Th17亚群分化的调控效应及在EAE进程中的作用，并探讨Sel1L与UPR、细胞自噬在其中的效应与机制，以期阐明细胞ER内Sel1L分子对CD4+T细胞亚群分化调控机制，及在此类免疫性疾病中的作用；为CD4+T细胞亚群分化机制提供新理论，为MS疾病治疗寻找新靶点。

CD4+T细胞是免疫系统中参与适应免疫应答的重要细胞，在其发育、活化与分化等生命过程中，需要大量蛋白质的生成，如不同的细胞因子等。这些蛋白质经基因转录、翻译后，还需要进行正常的折叠，然后才能发挥其正常的生物学功能。由Sel1L分子参与组成的内质网相关降解（ERAD）是细胞内对ER应激进行蛋白质质量控制的重要机制之一，但该机制对于CD4+T细胞的生物学特性的调控作用及机制尚不清楚。本项目利用T细胞特异性敲除Sel1L的小鼠（KO小鼠）进行的系列实验研究结果发现，Sel1L的缺失尽管对小鼠胸腺器官组织学等无明显影响，但可使CD3+T 细胞中 CD4+T 细胞在比例和细胞数中显著降低，并致大量胸腺细胞的发育在DN3（CD25+CD44-）细胞阶段受到阻滞。同时体外CD4+T细胞培养、活化与分化的实验结果表明Sel1L缺失的CD4+T细胞表现出更强的增殖特性；并上调其凋亡效应。胞内因子标记后的流式分析结果表明，Sel1L KO小鼠的静息CD4+T细胞更易向Th1和Th17细胞进行分化。继而，利用MOG抗原免疫制备的EAE小鼠的实验表明，Sel1L的缺失可小鼠加快EAE小鼠的疾病进展，并加重了神经功能的损伤。组织学的结果表明，KO组小鼠脊髓组织内有着更多浸润的炎细胞数。外周免疫器官中Th1、Th17细胞比例明显上调；且共培养的上清中IL-17A的分泌显著增加。对活化CD4+T细胞进行的RNA sequencing组学分析结果显示，Sel1L 基因缺失可活化CD4 T细胞内多组与T细胞活化、增殖、分化以及T细胞的凋亡相关发生上调表达或下调表达，提示，Sel1L的缺失可通过这些基因来参与对CD4+T细胞功能的调节。这一结果对于深入理解细胞内ERAD对于CD4+T细胞的免疫生物学功能的调节作用有着重要意义，也为阐释临床上相应自身免疫性疾病的发病机制提供了理论依据。