SIRT-1调控的FOXP3异常乙酰化导致腹主动脉瘤患者调节性T细胞抑制功能缺失的机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyi89521
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目的:腹主动脉瘤(AAA)是以腹主动脉局部永久性全层扩张为特点,发病率和死亡率均较高的血管疾病。随着全球人口老龄化的加剧,近30年来AAA的发病率上升了7倍。大多数动脉瘤在其破裂前几乎无任何症状,一旦破裂死亡率高达75%-90%。目前,AAA已被证明是一种复杂和动态的血管重塑再造过程,而不是单纯的动脉硬化退行性病变。有研究证明多种因素参与了AAA的形成与进展,包括动脉壁弹力纤维和胶原纤维的损伤和降解、金属蛋白酶类水平升高、血管中层平滑肌细胞凋亡、慢性炎症细胞浸润等。在人类AAA组织以及动物模型中的研究显示,异常的免疫炎症应答在AAA的发生发展过程中也发挥了重要作用。我们的前期研究还证明,在AAA患者体内的T淋巴细胞存在Fas功能缺陷,Fas功能的缺陷导致了T细胞对于Fas诱导的凋亡不敏感进而不断增殖。这些不断增殖的自身反应性T淋巴细胞可以引起一系列与动脉瘤扩张相关的自身免疫反应。此外,自身反应性T淋巴细胞还受到调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)的调控。Treg功能异常会破坏免疫内环境稳态并引发各种疾病。影响Treg细胞发育和活性的因素很多,叉头/翼状螺旋转录因子(FOXP3)直接主控Treg细胞表型及活性,FOXP3功能异常会直接影响Treg功能并引起各种自身免疫疾病。我们近期的研究表明,AAA患者中存在着Treg数量和功能的严重缺陷和FOXP3表达的显著降低,导致自身反应性T淋巴细胞数量的增强,免疫应答与免疫耐受的平衡受损,成为AAA形成和发展中自身免疫损伤的重要因素。乙酰化修饰目前在自身免疫性疾病中的作用已经成为研究热点。通过组蛋白乙酰化转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化转移酶(HDAC)的可逆性调控,乙酰化修饰可以调控多种组蛋白和非组蛋白从而引起基因表达的变化进而参与各种生理过程的调控。已有多个研究证实,T细胞中出现的异常乙酰化修饰和HDAC表达可以促使T细胞活化增殖从而引起异常自身免疫应答。还有研究表明,FOXP3乙酰化水平改变与自身免疫疾病的发生发展具有一定联系。在正常生理条件下,FOXP3处于乙酰化状态,其可以被HAT如P300和HDAC如SIRT1可逆性调控。通过特异性抑制SIRT1可以上调FOXP3的乙酰化和表达水平进而提升Treg的数量和抑制功能。SIRT1调控Foxp3乙酰化进而影响Treg数量与功能已被证明在多种自身免疫性疾病中发挥重要作用。目前,腹主动脉瘤患者中Treg数量与功能异常的原因与机制还未完全明了。因此,本研究通过探究AAA患者外周血T淋巴细胞中异常乙酰化修饰和CD4+T淋巴细胞中SIRT1过表达对FOXP3乙酰化及表达水平以及Treg数量和抑制功能异常的调控作用,旨在为AAA的发病机制提供实验依据,进而为AAA发病过程中存在的自身免疫异常提供新的治疗思路和治疗靶点。  研究方法:1.免疫磁珠法分选AAA患者,腹主动脉粥样硬化闭塞症患者(AOD)以及正常人群(HC)外周血CD4+T细胞后将细胞等分为两组,分别用于直接检测和后续培养。2.使用淋巴细胞专用培养基培养各组CD4+T细胞,根据是否加入SIRT1特异性抑制剂EX-527,将各组细胞标记为AAAC,AAAE,AODC,AODE,HCC,HCE。3.使用流式细胞仪检测各组CD4+T细胞中CD4+CD25+Treg和CD4+CD25+FOXP3+T细胞所占比例。4.使用免疫沉淀法(IP)和Western Blot免疫印迹法检测各组CD4+T细胞中FOXP3的乙酰化水平。使用Western Blot免疫印迹法和Real time PCR法检测各组CD4+T细胞中FOXP3和SIRT1的蛋白和mRNA表达变化。5.免疫磁珠法分选各组培养CD4+T细胞中的Treg和CD4+CD25-效应性T细胞。使用流式细胞仪检测5,6-羧基荧光素乙酰乙酸酯(CFSE)法测定Treg的抑制功能。6.使用免疫磁珠分选CD3+T细胞后使用ELISA法检测各组外周血T细胞中组蛋白H3、H3K9、H3K14以及H4的乙酰化水平。7.使用Real time PCR法检测各组T细胞中的多种HDAC的表达变化。  结果:1.流式结果显示,AAA患者外周血CD4+T细胞中Treg所占比例与AOD组和正常对照组相比均减少,但差异无统计学意义。而AAA组的CD4+CD25+FOXP3+T细胞占CD4+T细胞比例明显低于AOD组和正常对照组。2.Western和Real time PCR结果显示,FOXP3的蛋白和mRNA表达在AAA组CD4+T细胞中明显低于对照组。SIRT1的蛋白和mRNA表达在AAA组CD4+T细胞中高于对照组。3.免疫沉淀结果显示,与AOD及HC组相比,AAA组CD4+T细胞中FOXP3乙酰化水平均明显下降。4.各组培养CD4+T细胞经过SIRT1特异性抑制剂EX-527处理后,FOXP3乙酰化水平以及蛋白和mRNA表达水平均明显上调。AAAE组明显上调,与HCC组和AODC组结果相比均无差异,提示EX-527可以上调AAA患者CD4+T细胞的FOXP3乙酰化和表达水平至正常人群水平。AAAC组CD4+T细胞中SIRT1的表达明显高于其他两组。经过EX-527处理之后,各组CD4+T细胞的SIRT1表达均有所下降。5.流式结果显示,经EX-527处理后,各组培养CD4+T细胞中CD4+CD25+Treg与CD4+CD25+FOXP3+T细胞所占比例均有所增长。AAAE组的CD4+CD25+FOXP3+T细胞比例明显上调,与HCC组和AODC组结果相比均无差异。6.Treg抑制功能实验结果显示,未经EX-527处理的AAAC组Treg抑制功能较AODC组和HCC组均明显降低。特异性抑制SIRT1后AAAE组Treg抑制功能明显上调,与HCC组和AODC组相比均无明显差异。7.乙酰化水平检测结果显示,AAA患者外周血T细胞中组蛋白H3、H3K14乙酰化水平明显高于AOD患者及健康人群。组蛋白H3K9乙酰化水平高于AOD组但和HC组相比无明显差异。组蛋白H4乙酰化水平在三组间无明显差异。8.HDAC表达检测结果显示,HDAC1表达在AAA组中明显下降。AAA组HDAC2表达低于AOD组但与HC组相比无差异。HDAC4,5,7在各组之中的表达均无差异。  结论:本研究表明,AAA患者外周血中存在SIRT1高表达介导的FOXP3异常乙酰化,导致的Treg抑制功能失调;SIRT1特异性抑制剂EX-527可以明显上调CD4+T细胞中FOXP3乙酰化和表达水平,进而恢复AAA患者的Treg抑制功能。AAA患者外周血T淋巴细胞中异常乙酰化修饰,可能导致T淋巴细胞异常活化和增殖引起自身免疫性损伤。
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