组蛋白甲基化转移酶Ash1l在调控天然免疫和抑制自身免疫性疾病发病中的作用及机制研究

摘要

天然免疫应答的调控机制以及炎症性自身免疫性疾病发病机制研究是免疫学研究的前沿领域，其热点之一是发现新型负向调控分子通过新机制以调控天然免疫适度应答并防治炎症性自身免疫性疾病发生发展。近年来，关于表观修饰与免疫应答和炎症性疾病发生发展的研究备受瞩目。组蛋白修饰属于表观遗传修饰，具有高度多样性和可变性，表现为组蛋白H1、H2、H3和H4上多个氨基酸位点可被修饰，且修饰方式多样化，包括乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等。其中赖氨酸甲基化是迄今为止被研究的最为明确之一，而组蛋白H3上第4位赖氨酸位点(H3K4)上的甲基化修饰通过活化调控种系特异性基因如Hox和Tbx家族基因的表达在分化发育中起着重要作用。然而，H3K4甲基化修饰在免疫系统的作用仍知之甚少。
　　Toll样受体(Toll-like receptor，TLR)是机体识别病原体、抵御感染的一类重要的模式识别受体。天然免疫细胞如巨噬细胞等通过其上的TLR识别病原体，活化下游的信号通路，随后分泌炎性细胞因子如IL-6等，清除病原体，保护机体抵御感染，而在此过程中，众多负向调控分子参与其中，避免过度的TLR信号活化，维持机体的免疫稳态。目前TLR信号的调控网络不断被精确丰富，然而H3K4甲基化修饰在其中的作用仍有待深入探究。
　　为此，本研究通过小RNA干扰普筛实验对14种已知参与H3K4甲基化修饰的酶进行研究，探索其在LPS触发的IL-6的分泌表达中各自的调控作用，以期从组蛋白修饰的新角度发现参与天然免疫调控的新分子。研究发现Ash11，一种高度保守的H3K4甲基化转移酶，抑制NF-κB和MAPK通路，负向调控巨噬细胞中TLR触发的IL-6和TNF的分泌表达，从而保护机体抵御内毒素休克。Ash11缺陷小鼠因其体内过度表达的IL-6而更易感自身免疫性疾病。TLR配体刺激时，Ash11往Tnfaip3的启动子富集，增强该位点的H3K4三甲基化水平，从而活化转录，促进A20的表达。Ash11通过A20介导的TRAF6和NEMO上K63位的去泛素化修饰，抑制TLR触发的天然免疫应答。Ash11抑制TLR信号，抑制IL-6和TNF的表达，以及活化Tnfaip3的转录，均依赖其SET结构域所含的H3K4三甲基化转移酶活性。
　　本研究发现了一种新的TLR信号负向调控分子Ash11，将特定的组蛋白修饰酶与TLR所触发的天然免疫反应联系起来，完善了天然免疫的应答调控网络，为之开辟了表观遗传修饰这一新的研究思路。此外，我们的研究将表观遗传修饰、天然免疫和自身免疫性疾病三者紧密联系，为人类自身免疫疾病，尤其是类风湿性关节炎的诊断治疗提供了Ash11这一潜在的新型靶点。