论文部分内容阅读
T细胞在整个生命活动中协调适应性免疫的多个方面，包括对病原体、过敏原和肿瘤的免疫反应。胸腺是T细胞发育的主要部位，缺乏CD4+和CD8+表面受体表达的T细胞前体在胸腺进行T细胞受体(T Cell Receptor, TCR)重排，发育成CD4+CD8+双阳性(Double Positive，DP)细胞。DP细胞经过选择过程产生CD4+或CD8+单阳性(Single Positive，SP)细胞，最终形成naiveT细胞进入外周淋巴组织。在与抗原呈递细胞(Antigen-presenting cell，APC)互相识别后，naiveT细胞内一系列基因进行转录表达，细胞发生增殖并分化为效应T细胞，为机体提供免疫保护。这些效应T细胞主要为CD4+辅助T细胞和CD8+细胞毒性T细胞。T细胞在胸腺中的发育和在外周免疫组织中的活化过程均受到信号分子和转录因子等等因素复杂而精确的调控。T细胞表面受体与APC表面MHC-抗原复合物结合产生第一信号，共刺激分子CD28与APC上相应配体B7相互作用产生第二信号。两种信号共同作用激活细胞内的TCR信号通路，从而调控T细胞的活化过程。
SMEK1(Suppressor ofMEK1)基因在人体中定位于14q32.12，2005年由MichelleC.Mendoza等人首次报道。后续研究证实，SMEK1蛋白参与组成蛋白磷酸酶4(Protein Phosphatase 4，PP4)的调节亚基R3。既往关于PP4的研究均是敲除了其催化亚基PP4c，而作为调节亚基的SMEK1如何发挥功能至今尚未明确，因此探究SMEK1的具体调控机制具有重要意义。SMEK1是诸多细胞生理过程的主要调控因子。目前研究表明，SMEK1可参与调控肝糖异生，抑制卵巢和宫颈肿瘤的发生发展，抑制血管内皮细胞增殖，并调控神经发生。这表明SMEK1是一个广泛性表达的基因，在不同组织器官中均可能发挥着调控作用。
查阅数据库可知，SMEK1在人体淋巴器官骨髓、脾脏和淋巴结以及外周血T淋巴细胞中有较高的表达量，提示其在T细胞中可能发挥重要作用。已有研究表明，在小鼠中敲除Smek1会影响生殖细胞的发育，从而影响小鼠的出生率，这使得我们无法在全基因组敲除小鼠中探究Smek1在T细胞中的功能。因此我们通过Cre-LoxP系统构建了条件敲除小鼠，实现了在T细胞中特异性敲除Smek1。表型分析发现条件敲除小鼠胸腺内DP细胞、CD4SP细胞呈现减少的趋势。进一步的分析发现，DP细胞表面TCRβ、CD3的表达出现了明显减少，而SP细胞中无明显变化。凋亡水平检测结果显示条件敲除小鼠胸腺内DP细胞和SP细胞的凋亡水平均发生上调，我们认为DP细胞TCRβ、CD3表达受损导致细胞无法通过阳性选择过程，从而导致细胞凋亡。
T细胞在胸腺中的异常发育导致了外周T淋巴细胞减少。此外，敲除Smek1后外周CD4+T细胞活化被抑制，Th细胞分化受损，细胞因子表达减少。我们构建了低表达SMEK1的Jurkat细胞系，进行了初步的机制探究。我们发现SMEK1缺失抑制了MAPK、PI3K/Akt/NF-κB等多个TCR信号通路以及IL-6受体信号通路。这一过程主要抑制了蛋白分子的磷酸化，从而导致了T细胞活化受损。转录组测序结果表明，Smek1在T细胞活化过程中发挥正向调控基因表达的作用。
综上所述，我们发现SMEK1参与维持T细胞在胸腺内的发育及在外周免疫组织中的活化过程，在T细胞中特异性敲除SMEK1会导致这两个过程的异常，该研究结果为探究SMEK1在免疫系统中的作用提供了理论依据。
SMEK1(Suppressor ofMEK1)基因在人体中定位于14q32.12，2005年由MichelleC.Mendoza等人首次报道。后续研究证实，SMEK1蛋白参与组成蛋白磷酸酶4(Protein Phosphatase 4，PP4)的调节亚基R3。既往关于PP4的研究均是敲除了其催化亚基PP4c，而作为调节亚基的SMEK1如何发挥功能至今尚未明确，因此探究SMEK1的具体调控机制具有重要意义。SMEK1是诸多细胞生理过程的主要调控因子。目前研究表明，SMEK1可参与调控肝糖异生，抑制卵巢和宫颈肿瘤的发生发展，抑制血管内皮细胞增殖，并调控神经发生。这表明SMEK1是一个广泛性表达的基因，在不同组织器官中均可能发挥着调控作用。
查阅数据库可知，SMEK1在人体淋巴器官骨髓、脾脏和淋巴结以及外周血T淋巴细胞中有较高的表达量，提示其在T细胞中可能发挥重要作用。已有研究表明，在小鼠中敲除Smek1会影响生殖细胞的发育，从而影响小鼠的出生率，这使得我们无法在全基因组敲除小鼠中探究Smek1在T细胞中的功能。因此我们通过Cre-LoxP系统构建了条件敲除小鼠，实现了在T细胞中特异性敲除Smek1。表型分析发现条件敲除小鼠胸腺内DP细胞、CD4SP细胞呈现减少的趋势。进一步的分析发现，DP细胞表面TCRβ、CD3的表达出现了明显减少，而SP细胞中无明显变化。凋亡水平检测结果显示条件敲除小鼠胸腺内DP细胞和SP细胞的凋亡水平均发生上调，我们认为DP细胞TCRβ、CD3表达受损导致细胞无法通过阳性选择过程，从而导致细胞凋亡。
T细胞在胸腺中的异常发育导致了外周T淋巴细胞减少。此外，敲除Smek1后外周CD4+T细胞活化被抑制，Th细胞分化受损，细胞因子表达减少。我们构建了低表达SMEK1的Jurkat细胞系，进行了初步的机制探究。我们发现SMEK1缺失抑制了MAPK、PI3K/Akt/NF-κB等多个TCR信号通路以及IL-6受体信号通路。这一过程主要抑制了蛋白分子的磷酸化，从而导致了T细胞活化受损。转录组测序结果表明，Smek1在T细胞活化过程中发挥正向调控基因表达的作用。
综上所述，我们发现SMEK1参与维持T细胞在胸腺内的发育及在外周免疫组织中的活化过程，在T细胞中特异性敲除SMEK1会导致这两个过程的异常，该研究结果为探究SMEK1在免疫系统中的作用提供了理论依据。