天然免疫系统及其诱导的炎症反应是机体抵抗病原体入侵的重要手段,机体通过启动天然免疫应答和炎症反应从而有效地预防和清除病原体的感染,但是当炎症反应过度活化或者持续存在时,又会引起器官和组织的损伤。病原体或内源性配体触发的天然免疫应答和炎症反应的发生发展过程中涉及到很多关键基因的表达调控,深入研究其中的机制对预防和控制炎症反应具有重要的意义。表观遗传修饰是近年来研究基因表达调控的热门领域之一,而且越来越多的研究发现表观遗传修饰也参与天然免疫应答和炎症反应的调控,其机制可以是直接作用于某些细胞因子的基因转录,也可以是靶向重要的信号分子,通过激活或调节该分子的基因表达,最终发挥对免疫应答的调控作用。组蛋白修饰是一种重要的并且研究较多的表观遗传修饰方式,它最基本的作用是调控基因的表达,在炎症、肿瘤、自身免疫病等许多生理病理过程中发挥着重要的调控作用。甲基化是组蛋白常见的表观修饰形式,研究发现组蛋白甲基化修饰主要是通过调控基因的组蛋白甲基化状态,改变基因的表达水平,进而调控免疫细胞的生长发育和凋亡,参与机体免疫应答反应。组蛋白甲基化修饰是组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶共同参与调节的过程,这两种酶的作用位点主要发生在组蛋白赖氨酸和精氨酸上,近年来逐渐有研究发现许多组蛋白修饰酶在天然免疫应答的调控中发挥了重要作用,比如组蛋白H3K4特异性甲基转移酶MLL和WDR5可以促进细胞因子TNF-α的产生,组蛋白H3K9甲基转移酶Suv39h1和Setdb1与细胞因子IL-2的表达水平有关,以及组蛋白H3K27特异性去甲基化酶JMJD3和UTX可以促进炎症因子的表达。此外,随着越来越多组蛋白修饰酶的功能的深入研究,发现同一种修饰方式发生在不同的基因上可能会对免疫应答及炎症反应产生相反的作用,如组蛋白甲基转移酶Ash1l,它能特异性调节基因启动子区组蛋白H3K4的甲基化水平,但因为与上述MLL和WDR5所结合的基因不同,最终发挥了抑制炎症细胞因子表达的作用。因此,探索组蛋白修饰的机制对于深入研究天然免疫应答和炎症反应的调控具有重要意义。本课题研究的组蛋白去甲基化酶KDM2B又称Jhdm1b或Fbxl10,定位于细胞核内,是组蛋白H3K4me3和H3K36me2的特异性去甲基化酶。KDM2B可以调控细胞凋亡,抑制细胞的衰老,调控造血干细胞的自我更新、神经管的形成以及胚胎的发育,此外它还参与了肿瘤的发生发展。但是关于KDM2B与天然免疫应答和炎症反应的关系目前尚未报道。我们的研究发现KDM2B在小鼠巨噬细胞中表达水平较高,并且在TLR4配体LPS刺激后表达下调。利用siRNA干扰KDM2B的表达,可以显著抑制巨噬细胞中TLR配体诱导的IL-6的产生,但对IFN-?和TNF-?的产生无显著影响。我们构建了KDM2B基因敲除小鼠,进一步发现KDM2B基因敲除小鼠的腹腔巨噬细胞中TLR配体诱导的IL-6产生显著降低,但是LPS诱导的TNF-?和IFN-?以及病毒VSV和HSV诱导的IFN-?的产生较野生型对照小鼠巨噬细胞无明显差异。小鼠腹腔注射LPS构建内毒素休克模型发现KDM2B缺陷小鼠血清中IL-6水平较对照小鼠显著降低,而TNF-?、IFN-?、IL-1?和IL-12无明显差异,肺部炎症损伤显著减轻。在DSS诱导的小鼠肠炎模型,KDM2B缺陷小鼠体重下降较对照小鼠减少,血清中产生的IL-6水平较低,肠道炎症损伤程度更轻。信号通路研究表明KDM2B缺陷并不影响巨噬细胞中LPS诱导的MAPK、NF-?B和IRF3通路的活化水平。机制研究发现在LPS刺激的巨噬细胞中,KDM2B可以结合到IL-6基因启动子区,但是并不能与TNF-?和IFN-?的基因启动子区结合,而且不影响这三种细胞因子基因启动子区组蛋白H3K4me3和H3K36me2修饰的水平。我们进一步对LPS刺激前后的巨噬细胞的核蛋白利用抗KDM2B的特异性抗体进行免疫沉淀,将免疫沉淀复合物进行蛋白电泳分离后切割组间的差异条带进行质谱检测分析,发现其中有一个跟染色质重塑相关的蛋白BRG1。BRG1属于进化上高度保守的SWI/SNF染色质重塑复合物的核心催化亚基成员之一,能调控基因的染色质开放程度,从而调节基因的转录表达。免疫沉淀实验进一步证明KDM2B能结合BRG1,而KDM2B缺陷降低IL-6启动子区染色质开放水平。总之,我们的研究表明KDM2B选择性促进巨噬细胞中TLR诱导的IL-6的产生,增强免疫炎症反应,其初步机制是KDM2B在核内与染色质重塑复合物的核心亚基BRG1相互作用,通过BRG1对IL-6基因启动子区的染色质进行重塑使其开放程度增加,从而促进了IL-6的转录表达,但尚需进一步深入研究。该研究发现了组蛋白去甲基化酶KDM2B在天然免疫和炎症反应中的新的表观调控功能,可以为临床感染和炎症性疾病的治疗提供新的靶点和方向。