據(jù)統(tǒng)計(jì),,全球約有7.6%~9.4%的人群患有各種類(lèi)型的自身免疫性疾病,。自身免疫性疾病難以治愈,,一旦患病,,大多數(shù)患者需要長(zhǎng)期甚至終身服藥,且部分疾病 (如狼瘡腎?。┎∏閮措U(xiǎn),,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量,威脅患者生命安全,。自身免疫病已經(jīng)成為除心血管疾病和癌癥外第三大慢性病,。我國(guó)自身免疫性疾病發(fā)病人數(shù)約8000萬(wàn)人,患者基數(shù)龐大,,且患者人群在逐年增加,。
自身免疫性疾病的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素是T細(xì)胞的過(guò)度激活或分化失衡,例如CD4+T細(xì)胞趨向促炎的Th1/Th17細(xì)胞分化或Treg細(xì)胞抑制功能受損,,然而T細(xì)胞如何調(diào)控自身免疫性疾病仍需要深入研究,。吳學(xué)鋒團(tuán)隊(duì)聚焦自身免疫性疾病中T細(xì)胞的功能和機(jī)制,尤其是細(xì)胞器穩(wěn)態(tài)和應(yīng)激反應(yīng)對(duì)Treg細(xì)胞的功能調(diào)控,,近年來(lái)取得一系列研究成果:發(fā)現(xiàn)并鑒定Treg細(xì)胞異質(zhì)性的標(biāo)志物CD177(Nature Communications,,2021),揭示在內(nèi)吞過(guò)程中晚期內(nèi)體和溶酶體的融合(Cell Reports, 2022)及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)通過(guò)活性氧ROS(Journal of Clinical Investigation, 2024)調(diào)控Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和抑制功能的機(jī)制,。
CD4+輔助性T(T helper, Th)細(xì)胞分化的失調(diào)導(dǎo)致炎癥和自身免疫性疾病的發(fā)生,,而調(diào)控Th細(xì)胞分化的分子網(wǎng)絡(luò)仍未被完全揭示。FOXO轉(zhuǎn)錄因子家族在Th1和Th17細(xì)胞分化中發(fā)揮至關(guān)重要的作用,。假激酶是一類(lèi)具有激酶同源結(jié)構(gòu)域但缺乏催化活性的蛋白,。近期研究顯示,假激酶STK40作為支架蛋白協(xié)助E3泛素連接酶與底物蛋白結(jié)合從而促進(jìn)蛋白的泛素化和降解,,并在調(diào)控細(xì)胞分化中發(fā)揮重要作用,。團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn), STK40在T細(xì)胞經(jīng)抗CD3/CD28抗體刺激后表達(dá)上調(diào),,提示STK40在活化的T細(xì)胞中發(fā)揮作用,,而STK40是否及如何調(diào)控T細(xì)胞分化未知。
研究團(tuán)隊(duì)利用條件性敲除小鼠,,發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞敲除STK40不影響T細(xì)胞穩(wěn)態(tài),,但抑制Th1和Th17細(xì)胞體外分化。造模實(shí)驗(yàn)顯示,T細(xì)胞中特異性STK40敲除小鼠的DSS誘導(dǎo)的急性腸炎和 T細(xì)胞介導(dǎo)的慢性腸炎癥狀顯著減輕,,并對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis,,EAE)更為抵抗。流式分析顯示,,STK40敲除顯著降低結(jié)腸固有層(對(duì)腸炎模型)或中樞神經(jīng)系統(tǒng)(對(duì)EAE模型)中Th1和Th17細(xì)胞分化,。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)RNAseq發(fā)現(xiàn)STK40調(diào)控FOXO轉(zhuǎn)錄因子。研究團(tuán)隊(duì)接著證明STK40通過(guò)促進(jìn)E3泛素連接酶COP1與FOXO4結(jié)合,,介導(dǎo)FOXO4蛋白K48鏈接泛素化及通過(guò)蛋白酶體降解,。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)敲除STK40的Th1細(xì)胞中FOXO4蛋白水平上調(diào),而抑制FOXO4可恢復(fù)STK40缺失導(dǎo)致的Th1細(xì)胞分化受損,。此外,,STK40則通過(guò)促進(jìn)COP1介導(dǎo)的FOXO1蛋白K48鏈接泛素化和降解調(diào)控Th17細(xì)胞的分化。
綜上所述,,這些研究闡明了STK40在Th1和Th17細(xì)胞分化中的關(guān)鍵調(diào)控作用,,進(jìn)一步完善了 Th1 和 Th17 細(xì)胞分化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的分子基礎(chǔ),有望為自身免疫疾病的治療提供有效的靶點(diǎn),。

研究模式圖:STK40協(xié)助COP1介導(dǎo)的FOXO蛋白K48鏈接泛素化及降解,,調(diào)控Th1和Th17細(xì)胞分化,促進(jìn)炎癥和自身免疫性疾病進(jìn)展,。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所2021級(jí)博士生(碩博)陶櫟簫是本研究論文的第一作者,。上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所吳學(xué)鋒研究員、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院張婷主任醫(yī)師和上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院廖兵副研究員為共同通訊作者,。上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院金穎教授提供大力支持,。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金,、上海市科委項(xiàng)目,、上海市地方高水平高校創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和上海市細(xì)胞穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)與人類(lèi)疾病前沿科學(xué)中心,以及上海市免疫學(xué)研究所,,上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院公共技術(shù)平臺(tái)和動(dòng)物科學(xué)部的支持,。
[ 吳學(xué)鋒課題組近年發(fā)表文章 ]
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5. Kim MC#, Borcherding N#, Ahmed KK#, Voigt AP#, Vishwakarma A, Kolb R, Kluz PN, Pandey G, De U, Drashansky T, Helm EY, Zhang X, Gibson-Corley KN, Klesney-Tait J, Zhu Y, Lu J, Lu J, Huang X, Xiang H, Cheng J, Wang D, Wang Z, Tang J, Hu J, Wang Z, Liu H, Li M, Zhuang H, Avram D, Zhou D, Bacher R, Zheng SG, Wu X*, Zakharia Y*, Zhang W*. CD177 modulates the function and homeostasis of tumor-infiltrating regulatory T cells. Nat Commun. 2021; 12(1):5764. PMID: 34599187