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淋巴器官中的血管内皮细胞,不仅控制着血管与外周组织氧气、养料的交换,同时也控制着免疫细胞的进出。不同的血管内皮细胞亚群具有不同的功能。毛细血管网络通常被认为是负责氧气及大分子物质运输、交换的场所。而广义的后毛细内皮静脉细胞则被认为负责免疫细胞在血管及免疫器官间的迁移。在二级淋巴器官如在淋巴结中,高内皮血管细胞(HEC)被发现具有招募淋巴细胞进入淋巴结的功能。胸腺是T细胞发育的唯一场所,T祖细胞向胸腺的迁移对于T细胞在胸腺中的发育不可或缺。然而此招募过程中的细胞调控机制却鲜有报导。 淋巴毒素β受体(LTβR),是肿瘤坏死因子受体超家族的一员。它对于淋巴结中HEC的发育及淋巴细胞向淋巴结的迁移具有十分重要的调控作用。然LTβR对于T祖细胞向胸腺的迁移过程,是否也起调节作用?通过对Ltbr/-老鼠胸腺内早期T祖细胞的检测及短期迁移实验,我们发现,LTβR的缺失严重阻碍T祖细胞向胸腺的迁移。胸腺实质内存在功能迥异的基质细胞,何种基质细胞在T祖细胞的招募过程中发挥重要的作用,报导甚少。我们分别用骨髓移植小鼠模型及在内皮细胞特异性敲除LTβR的老鼠模型进行检测,发现胸腺内皮细胞内源性表达的LTβR对于T祖细胞的招募不可或缺。 P-selectin,CCL25,VCAM-1及ICAM-1是调节T祖细胞向胸腺迁移的重要趋化或黏附分子。然而缺失LTβR信号,它们在胸腺内皮细胞中的表达并未出现明显降低。流式及免疫荧光显示缺失LTβR信号,胸腺内皮细胞的数目及形态亦是正常。鉴于LTβR对于淋巴结中HEC的发育及功能的调控作用,我们推测在胸腺中,也存在着调节T祖细胞迁移的特化的内皮细胞亚群,LTβR通过调节该细胞亚群的发育对T祖细胞迁移这一生理过程进行调节。但是迄今为止,该内皮细胞亚群却并未被发现及报导。Ly6c是新近被定义于淋巴结的毛细内皮细胞(Cap EC)高表达而在HEC中低表达的基因。我们在胸腺中也发现一群Ly6c低表达的内皮细胞(F)。该内皮细胞亚群高表达对T祖细胞向胸腺迁移起至关重要作用的选择素P-selectin。通过免疫荧光进行定位,这群Ly6c低表达的内皮细胞主要位于胸腺皮髓交界处的血管周区域(PVS)。PVS由双层基底膜围绕大血管而成,是胸腺与血液循环系统进行细胞交换的重要结构。通过体内注射造血祖细胞及免疫荧光检测,我们发现迁入胸腺的造血祖细胞,主要集中在Ly6c-胸腺血管内皮附近。为了进一步探究TPEC的功能,我们将Ly6c+Selp-,Ly6c+Selp+以及Ly6cSelp+(TPEC)这三类胸腺内皮细胞亚群进行转录组深度测序,并与HEC,Cap EC的转录组微矩阵结果进行cluster比较分析,结果揭示了Ly6c+Selp-EC与Cap EC,TPEC与HEC的高同源性。而Ly6c+Selp+EC,介于这两大功能迥异的细胞亚群之间,更近似于TPEC/HEC。我们推测,Ly6c+Selp+细胞亚群中存在TPEC的前体细胞。对在TPEC上特异性高表达的基因进行功能检测,我们发现信号调节蛋白Sirpα,是调控T祖细胞向胸腺的迁移的新分子机制。 通过对于Ltbr-/-老鼠及条件性敲除小鼠胸腺内皮细胞亚群的检测,我们发现内皮细胞表达的LTβR的确是通过调控TPEC的发育及稳态来调节T祖细胞向胸腺的迁移。Ltb-/-老鼠中,Ly6c+Selp+ EC向TPEC的发育严重受阻。刺激LTβR信号通路则能促进TPEC的生成。LTβR具有两个配体,LIGHT和淋巴毒素(LT)。我们发现LT-LTβR信号通路调节TPEC的发育及稳态。为了进一步探究胸腺微环境中何种细胞调控TPEC的发育,我们利用胸腺中缺失单阳性胸腺细胞小鼠模型以及成熟T细胞迁出阻断实验发现即将从胸腺迁出的成熟的胸腺细胞(pre-RTE)通过LTβR信号通路调节TPEC的发育,从而正反馈调节T祖细胞从外周向胸腺的迁移。这一结果也揭示了胸腺作为免疫发育器官,通过平衡细胞的输入与输出来维持自身稳态。 胸腺祖细胞向胸腺迁移这一生理过程对于胸腺损伤后的恢复至关重要,我们发现缺失LTβR,极大地减缓了胸腺损伤后重建。本课题发现了胸腺招募T祖细胞的功能特化的内皮细胞TPEC,并揭示了LTβR信号通路,通过调节该群细胞的发育及稳态来调控T祖细胞的迁入。本课题进一步揭示了TPEC调节T祖细胞迁移的新分子机制,以及胸腺维持自身稳态的新机理。同时也为临床上放疗,化疗后免疫系统的迅速恢复,提供了新的治疗方案。