硫氧还原蛋白家族分子对胸腺DP细胞发育的影响及作用机理

胸腺是T淋巴细胞分化发育成熟的主要场所。氧化还原以及能量代谢在很多生理过程中扮演着至关重要的角色。但是氧化还原在胸腺细胞发育过程中的作用至今还不甚清楚。我室以往的研究发现硫氧还原蛋白1（Thioredoxin，Trx1）在胸腺发育的CD4+ CD8+双阳性（double positive, DP）阶段表达最高，Trx1还原酶抑制剂可致DP细胞显著减少。本项目将着重研究Trx家族分子在DP细胞中的表达，它们是否参与调节DP细胞的存活与增殖及其分子调控机制。研究结果将有助于深入理解氧化还原代谢对胸腺细胞发育，尤其是阳性选择的调节机理，并有望为自身免疫等病理情况的医学干预提供新的思路。

本研究是在本室前期关于胸腺细胞发育中重要调控分子的研究上的延续。现已基本完成了原定的研究计划，并根据研究中发现的新的科学事件对研究计划进行了新的延伸。我们首先对氧化还原系统分子在胸腺发育各阶段的mRNA表达情况进行初步鉴定。根据表达情况，锁定Trx1及Grx1两个分子。利用Trx还原酶抑制剂DNCB，及GSH合成酶抑制剂BSO对Trx系统及GSH系统进行干扰，发现DNCB在B6小鼠体内外均显著促进胸腺细胞的凋亡，TCR特异OT-I、OT-II小鼠胸腺内注射DNCB都支持了这一假设。后续结果证实Trx1及其还原酶的上调通过抑制ASK-1，p38/JNK通路，维持ERK通路的活化而保证阳选后细胞的存活。本室前期工作将SP阶段分成SP1-SP4四个阶段，我们发现在SP各阶段，Trx1表达持续下调，胞内ROS水平会随发育成熟而升高，ROS的上调与TCR-MHC肽介导的阴性选择无关，而与细胞成熟度有莫大关联。SP1阶段Trx1的表达有利于维持细胞成熟前的低ROS水平，保证未成熟细胞的存活。SP2-SP4阶段ROS的上调有利于细胞因子的产生及功能成熟。在阴选缺陷的小鼠模型Aire-/-小鼠中，成熟的SP3细胞中ROS及IL-2的产生均有降低，提示细胞功能不够成熟。我们用胸腺基质细胞与SP1共育，发现ROS产生水平较高的细胞系，更能促进SP细胞的表型及功能成熟。上述结果表明Trx在DP阶段高表达通过抑制胞内氧化还原敏感分子的活性促进阳选后细胞的存活，在SP阶段下调促进ROS的释放有利于SP细胞功能的成熟。