周保华团队揭示FOXP3第二外显子对Treg细胞的重要作用

责编 | 酶美

调节T细胞是一群具有负调节机体免疫反应的淋巴细胞，通常起着维持自身耐受和避免免疫反应过度损伤机体的重要作用，但也参与肿瘤细胞逃避机体免疫监视和慢性感染。FOXP3是控制调节T细胞发育及功能的主调节因子（master regulator）。人FOXP3基因通过选择性剪接（alternative splicing）编码两个主要剪接异构体：一个包含所有外显子的全长异构体（FOXP3 FL）及另一个剪接掉第二外显子的异构体（FOXP3 ΔE2）。每个人都表达这两个异构体，但其功能上的差别并不清楚。小鼠Foxp3基因虽在序列和基因结构上与人的高度同源，但只编码FOXP3 FL一种蛋白。早期的研究使用细胞转染/转导等技术在人naïve CD4 T细胞中表达FOXP3 FL或ΔE2异构体，发现两者都有能力将naïve CD4 T细胞转化为类调节T细胞而具有抑制CD4 T细胞激活的功能。但这些体外研究都无法揭示生理条件下这两个异构体在控制调节T细胞发育及功能上的不同。

2022年6月24日，印第安纳大学医学院儿科系、Herman B Wells儿科研究中心周保华团队在Science Immunology杂志在线发表了题为FOXP3 exon 2 controls Treg stability and autoimmunity的研究论文。该研究揭示了FOXP3第二外显子编码的氨基酸序列在维持调节T细胞（Regulatory T cell， Treg）的谱系稳定，进而维持免疫稳态，防止自体免疫上起重要作用。

周保华团队敲除了小鼠Foxp3基因的第二外显子（Foxp3 ΔE2小鼠）以深入探讨FOXP3第二外显子在调节T细胞的发育及功能上的作用。该研究发现Foxp3 ΔE2小鼠（表达FOXP3 ΔE2）CD4、CD8及调节T细胞在在胸腺中的发育与野生型小鼠（表达FOXP3 FL）并无二至，但在2个月大开始次级淋巴器官肿大，血清中出现显著的抗双链DNA及抗细胞核抗体并伴随着增大的生发中心（germinal center）和增加的TFH、GC B细胞。组织学研究显示该小鼠的肾小球中有免疫复合体（immune complex）积累并鲍曼空间（Bowman’s Space）的减小。因此在Foxp3第二外显子缺失情况下，小鼠发展出了类红斑狼疮样系统性的自体免疫疾病。进一步的研究表明，人FOXP3基因在第二外显子有碱基缺失性突变（deletion mutation）时，该突变基因虽仍能编码FOXP3 ΔE2异构体但无法维持自体免疫耐受进而导致在病人出生后数周就发展出免疫失调，多内分泌病，肠病，X连锁症候（immunodysregulation polyendocrinopathy enteropathy X-linked，IPEX）。

尽管与表达FOXP3 FL的调节T细胞在体外表现出了类似的抑制CD4 T细胞激活的作用，外周FOXP3 ΔE2调节T细胞表达相对低的FOXP3，CD25和GITR。过继转移（adoptive transfer）及系谱跟踪（lineage tracing）研究表明，FOXP3 ΔE2调节T细胞容易失去FOXP3表达并转化为TFH细胞以帮助B细胞产生自身抗体。ChIP-seq和RNA-seq显示，尽管 FOXP3 ΔE2与FOXP3 FL 异构体在FOXP3靶标基因位点的结合并无太大区别，FOXP3 ΔE2 调节T细胞表达更高的与炎症和异体排斥相关的基因，却有着更低的Foxp3正向调节基因的表达。本研究揭示了FOXP3第二外显子编码的氨基酸序列在调节T细胞及自体免疫中的重要作用。周保华团队目前正在进一步研究人类表达FOXP3 ΔE2剪接异构体的益处，这一研究将有助于确定FOXP3选择性剪接是否可以作为一个靶标以治疗自体免疫，感染及癌症。

印第安纳大学医学院周保华博士为本文通讯作者。印第安纳大学医学院杜建光博士为本文第一作者。

http://doi.org/10.1126/sciimmunol.abo5407

制版人：十一

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