研究背景及目的衣原体是严格的细胞内寄生菌,是引起多种感染性疾病的病原菌。其中引起人类感染疾病的主要是肺炎衣原体和沙眼衣原体,沙眼衣原体可引起沙眼、衣原体肺炎和生殖道感染等。沙眼衣原体小鼠肺炎菌株（Cm）呼吸道感染是常用的实验动物模型。我们前期研究证实,Cm呼吸道感染诱导特异性的CD4⁺T细胞应答,尤其是Th1细胞分泌的IFN-γ在宿主抗衣原体呼吸道感染中发挥重要的免疫保护作用。多项研究报道IL-21/IL-21R可调节CD4⁺T细胞亚群的分化和功能,发挥抗炎和促炎双重作用,但在衣原体感染中IL-21/IL-21R途径对CD4⁺T细胞亚群分化及功能的影响尚不清楚。本研究拟利用IL-21R基因敲除小鼠探讨在沙眼衣原体呼吸道感染中IL-21/IL-21R途径对CD4⁺T细胞亚群功能及分化的影响,明确其在衣原体呼吸道感染中的作用。研究方法及内容本研究使用IL-21R基因敲除小鼠探讨IL-21/IL-21R途径在衣原体呼吸道感染中对CD4⁺T细胞亚群及功能的影响。首先用一定量的Cm经鼻腔吸入感染WT小鼠,在感染后不同时间点处死小鼠,利用RT-PCR技术检测小鼠肺组织中IL-21及IL-21R mRNA的表达,以确定IL-21/IL-21R途径是否参与宿主抗衣原体呼吸道感染免疫应答。其次使用一定量Cm感染IL-21R^-/-和WT小鼠,每天监测小鼠体重变化;H&E染色检测小鼠肺组织病理变化;制备肺组织匀浆感染Hela细胞,检测衣原体的繁殖（IFU）确定IL-21/IL-21R途径在疾病易感性中的作用。最后利用流式细胞表面分子检测两种小鼠肺组织中CD3⁺T细胞,CD8⁺T细胞和CD4⁺T细胞变化;细胞内细胞因子染色检测CD4⁺T细胞分泌IFN-γ、IL-4和IL-17及Foxp3表达,探讨IL-21/IL-21R途径在衣原体呼吸道感染中对特异性CD4⁺T细胞应答亚群Th1、Th2、Th17及Treg细胞的影响。研究结果沙眼衣原体呼吸道感染诱导IL-21及IL-21R mRNA在小鼠肺组织的表达,IL-21和IL-21R mRNA分别在感染后第7天及第14天达高峰,与未感染组比较有显著性差异（p<0.001,p<0.001）。IL-21/IL-21R途径在宿主抗衣原体呼吸道感染中可促进炎症的发生,加重小鼠衣原体肺部疾病情况,表现在:与WT小鼠相比,IL-21R^-/-小鼠体重降低较轻,恢复情况较好,在感染后第4-12天,两种小鼠体重降低差异显著（p<0.01）;IL-21R^-/-小鼠在感染后第7天IFU显著低于WT小鼠（p<0.01）;感染后WT小鼠肺组织有更多炎性细胞浸润和浆液渗出,且实变情况更严重。IL-21/IL-21R途径可影响T细胞及亚群在感染部位的浸润:IL-21R^-/-小鼠肺组织CD3⁺T细胞百分比及细胞总数在感染后第7天显著高于WT小鼠。IL-21R^-/-小鼠肺组织CD4⁺T细胞百分比及细胞总数在感染后第7天显著高于WT小鼠,而CD8⁺T细胞百分比显著低于WT小鼠,在感染后第14天CD8⁺T细胞数显著低于WT小鼠。IL-21/IL-21R途径调节T细胞及亚群的功能:IL-21R^-/-小鼠肺组织IFN-γ⁺CD3⁺T细胞百分比及细胞数在感染后第7天显著高于WT小鼠。与WT小鼠相比,在感染后第7天IL-21R^-/-小鼠肺组织Th1细胞百分比显著升高,在感染后第7天及第14天IL-21R^-/-小鼠肺组织Th1细胞总数显著增高。IL-21R^-/-小鼠肺组织中Th2细胞百分比在感染后第7天显著低于WT小鼠,感染后第14天IL-21R^-/-小鼠肺组织Th2细胞总数显著低于WT小鼠。感染后第7天WT小鼠肺组织Th17细胞百分比和细胞总数均显著低于IL-21R^-/-小鼠。Cm感染后第7天IL-21R^-/-小鼠肺组织中CD4⁺CD25⁺T细胞百分和CD25⁺Foxp3⁺T细胞百分比均显著低于WT小鼠,但细胞总数显著高于WT小鼠。结论1.衣原体呼吸道感染诱导IL-21和IL-21R mRNA在小鼠肺组织大量表达,IL-21/IL-21R途径参与小鼠抗衣原体感染免疫应答。2.与WT小鼠相比,IL-21R敲除小鼠体重下降较少,肺组织病理较轻,肺组织中衣原体繁殖较少,证实IL-21/IL-21R途径在宿主抗衣原体呼吸道感染中可促进炎症的发生,增加疾病易感性。3.IL-21/IL-21R途径抑制衣原体呼吸道感染中CD3⁺T细胞在肺组织的浸润,其中主要抑制CD4⁺T细胞。4.在衣原体呼吸道感染中,IL-21/IL-21R途径可抑制CD4+T细胞分泌IFN-γ及IL-17,抑制小鼠特异性Th1和Th17细胞保护性免疫应答;另外还可促进特异性Th2细胞病理性应答和Treg细胞的免疫抑制作用。