IL-21与B细胞PTEN/PI3K/Akt信号通路调控异常在系统性红斑狼疮发病机制中的作用

摘要

目的: IL-21通过对B细胞功能的双向性调节,在体液免疫中发挥重要作用。BCR下游P13K/Akt信号通路的过度活化直接参与自身反应性B细胞的生成,并诱导狼疮样自身免疫病理损伤。本论文旨在以PTEN/P13K/Akt信号通路为切入点,探索IL-21/IL-21R是否能够通过对B细胞P13K/Akt信号通路的调控发挥体液免疫负调作用,及其参与狼疮自身反应性B淋巴细胞生成的内在机制。
　　 研究方法:
　　 本论文主要应用流式细胞术和荧光定量PCR的方法,在体外培养体系中,对IL-21在健康个体和系统性红斑狼疮患者B细胞的功能调控差异做了较为系统的研究。分别在1)IL-21/IL-21R下游调控激酶的磷酸化水平；2)P13K/Akt信号通路负调因子PTEN的表达与IL-21刺激的相关性；3)参与生发中心B细胞功能调控的趋化因子CXCR4与CXCR5在IL-21作用下的表达变化；4)狼疮B细胞对IL-21刺激的增殖分化以及5)IL-21相关的调节性B细胞(Breg)的诱导几个方面对IL-21/IL-21R信号在病理状态下的功能异常改变与健康个体进行了比较。
　　 结果:
　　 1、IL-21共刺激可明显下调CD40L和anti-IgM诱导的Akt的活化。IL-21对Akt活化的负调作用在SLE患者外周血B细胞中存在明显缺陷。而IL-21诱导的STAT3的磷酸化水平在SLE和HC之间没有显著差异。
　　 2、P13K/Akt信号通路负调因子PTEN在SLE B细胞的表达明显下调,且PTEN的低表达与疾病活动程度相关。IL-21和/或CD40L/anti-IgM刺激能够上调正常人外周血PTEN的表达,而SLE B细胞PTEN表达量在抗原活化和IL-21刺激后均不能有效上调。
　　 3、IL-21和或CD40L/anti-IgM刺激参与生发中心B细胞CXCR4的表达下调,后者有效下调是防止B细胞过度活化和促进B细胞通过BCR筛选维持自身耐受的重要条件之一.而SLE B细胞CXCR4的表达量在抗原活化和IL-21刺激后均不能有效下调。
　　 4、IL-21在不需要CD40L/anti-IgM共刺激信号辅助下,就都够促进狼疮B细胞的增殖、分化和抗体类别转换。
　　 5、外周血CD19+IgD+CD38hiB细胞的数量和功能活化状态在SLE中存在明显异常。
　　 6、IL-21能够刺激正常人外周血CD19+IgD+CD38hiB细胞分泌IL-10,而SLE患者外周血CD19+IgD+CD38hiB细胞能在IL-21作用下扩增,但没有IL-10的分泌。
　　 结论:对于SLE外周血B细胞,IL-21/IL-21R信号在数量和功能上存在明显的异常,IL-21对B细胞功能的负向调节在SLE中几乎全部丧失,而活化功能得以保存。在SLE患者B细胞上,IL-21对B细胞的活化、增殖、趋化等作用明显不再受到是否存在BCR和CD40活化信号的制约。除IL-21对Akt的异常活化外,P13K/Akt信号通路本身的异常活化在SLE的发生发展中可能更为重要。在SLE的发生发展中,存在多种与P13K/Akt信号通路异常活化的信号,包括BAFF、CD40L、CXCR4、IL-10、toll样受体和雌激素等,而IL-21对B细胞的负向调控也依赖于对Akt活化的阻抑。
　　 因此,深入研究PTEN/P13K/Akt信号通路在SLE中调控缺陷的机制,能为我们更好的理解SLE的发病机制和PTEN/P13K/Akt相关药物的研发提供实验基础。