HDAC2的巯基亚硝基化对调节性T细胞表型和功能的调控作用及机理研究

Regulatory T cells (Tregs) play important roles in the induction and maintenance of immune tolerance， inhibition of histone deacetylase (HDAC) promotes the generation and function of Tregs. Based on our preliminary results, we plan to have an in-depth study of the important epigenetic roles played by the Class I HDAC family member, HDAC2, in the regulation of Treg gene expression and function, as well as the mechanisms involved. We plan to use retroviral transduction and gene knockout mice as the basic study methods, the importance of HDAC2 in the phenotype and function of Tregs will be evaluated in various models and systems such as the in vitro T cell suppression assay, allogenic cardiac transplantation, collagen induced arthritis, etc, so as to establish the status of HDAC2 as a potential biotherapeutic target. Next, we attempt to testify that S-nitrosylation of HDAC2 constitutes an essential mechanism in regulating target gene transcription in Tregs,regulation of Treg function can be achieved by manipulating the NO signaling pathway through S-nitrosylation of HDAC2.The current study will not only enrich our understanding of the epigenetic regulation of Treg function,but more importantly provide new means to fine-tune the Tregs, which may open new avenues in future Treg-based therapies.

调节性T细胞（Treg）对于免疫耐受的诱导和维持起重要作用,抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）能增加Treg的数量并增强其功能。本课题将在预实验的基础上深入探讨具有去乙酰化酶活性的Ⅰ类HDAC家族成员HDAC2对Treg所起的重要的表观遗传学调控作用及机制。我们首先将以细胞转染、基因敲除小鼠等为技术平台，以Treg抑制试验、同种异体心脏移植、胶原诱导的关节炎等为主要实验模型，力图在分子、细胞和机体水平确立HDAC2分子对Treg表型和功能的重要调节作用，评估其作为生物治疗靶点的地位。随后将明确HDAC2的巯基亚硝基化修饰是其调节靶基因转录的重要机制之一；调控NO信号通路可以通过对HDAC2巯基亚硝基化的修饰来实现对Treg的调控作用。本研究不仅将丰富Treg表观遗传学调控的基础知识，更重要的是能够为如何更精密地调控Treg提供新的手段，为将来以Treg为基础的治疗开辟新的思路和方法。

研究背景：调节性T细胞（Treg）对于免疫耐受的诱导和维持起重要作用,抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）能增加Treg的数量并增强其功能。研究内容：1）以细胞转染、基因敲除小鼠等为技术平台，以Treg抑制试验、同种异体心脏移植、胶原诱导的关节炎等为主要实验模型，力图在分子、细胞和机体水平确立HDAC2分子对Treg表型和功能的重要调节作用，评估其作为生物治疗靶点的地位；2）明确HDAC2的巯基亚硝基化修饰是其调节靶基因转录的重要机制之一，调控NO信号通路可以通过对HDAC2巯基亚硝基化的修饰来实现对Treg的调控作用。重要结果及关键数据：1）无论在静息还是活化状态下HDAC2在T细胞亚群上的表达都要高于其他HDAC家族分子;2）HDAC2敲除显著升高小鼠CD4+CD25+T细胞的比例，而且HDAC2-/-小鼠CD4+CD25+ Treg和CD4+CD25- Teff亚群Foxp3的表达均明显增加；3）与WT Treg相比，HDAC2-/- Treg表达更高水平的Foxp3、HVEM、HDAC9、IL-17R以及效应分子IL-10和TGF-β，且HDAC2-/- Treg的体外抑制功能显著增强；4）VPA体内治疗轻度增加Foxp3+ Treg的数量，但是显著增强器体外抑制功能；5）改变HDAC2蛋白的巯基亚硝基化水平，调控Treg的功能和表型。本研究不仅将丰富Treg表观遗传学调控的基础知识，更重要的是能够为如何更精密地调控Treg提供新的手段，为将来以Treg为基础的治疗开辟新的思路和方法。