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Toll样受体(Toll-like receptor,TLRs)是固有免疫系统中能识别病原体相关分子模式的模式识别受体(PRR)之一,在识别病原微生物高度保守的结构分子中起到很关键的作用。每种TLRs能识别不同的微生物分子,其中能识别核酸的包括:TLR3,7,8和9,而且自身核酸也保留了活化TLRs信号的能力。当免疫细胞接受到不当刺激时,会引发自身免疫性疾病。当细胞处于稳定状态时,大多数TLR7/9表达在内质网中,当细胞受到病毒侵袭时,内质网中的多跨膜蛋白Unc93B1负责将TLR7/9从内质网转移到内体中,在内体中分裂成有活性的受体,与配体结合,启动下游信号通路。CCT-ODN是一种模拟人类微卫星DNA的含有8个CCT重复单位的脱氧寡核苷酸(ODN),前期工作表明:该ODN是一种抑制性ODN,对TLRs的抑制作用具有选择性,表现为不抑制TLR3和TLR4的活性,对TLR9的抑制能力强于TLR7,然而,CCT-ODN是如何抑制TLR7/9的活性尚不清楚。有文献报道:位于内质网上的多跨膜蛋白Unc93B1对TLR7和TLR9的运输具有选择性,野生型的Unc93B1优先运输TLR9,而D34A突变型的Unc93B1优先运输TLR7。由此我们提出一个假设:CCT-ODN可能是通过影响Unc93B1的移行而发挥对TLR7/9胞内移行及活性的抑制作用。为了研究CCT-ODN是否对TLR7/9细胞内移行有影响,本研究采用间接免疫荧光染色技术检测CCT-ODN对TLR7/9细胞内移行的影响,并观察了CCT-ODN对TLR7/9及下游信号通路相关分子基因表达的调控作用,进一步检测了CCT-ODN对TLR9非依赖途径的胞浆内DNA感知蛋白基因表达的影响。1. CCT-ODN对配体诱导的TLR7和TLR9的胞内移行的影响为了研究CCT-ODN对TLR7和TLR9胞内移行是否有抑制作用,我们采用人源pDCs细胞系CAL-1细胞作为靶细胞,用CCT-ODN与对照ODN作用于细胞2hours,以间接免疫荧光技术对TLR7或TLR9和内质网分别进行蛋白定位,用Alexa Fluor488结合的荧光抗体标记内质网,Alexa Fluor555结合的荧光抗体标记TLR7/9,通过共聚焦显微镜(Olympus FV500)呈像,结果显示:TLR7和TLR9能组成性表达在CAL-1细胞的内质网中,与对照组相比,在各自配体的诱导下,TLR7和TLR9都能从内质网中移行出来,与配体诱导组相比,CCT-ODN却能抑制配体诱导的TLR7和TLR9的细胞内移行,而与CCT-ODN的序列具有相同长度和修饰的MS19对配体诱导的TLR7和TLR9的细胞内移行没有影响,以上结果表明:CCT-ODN对TLR7和TLR9的细胞内移行有抑制作用。2. CCT-ODN对TLR7/9配体诱导的Unc93B1胞内移行的影响为了进一步研究CCT-ODN如何抑制TLR7/9的胞内移行,根据CCT-ODN抑制TLRs的选择性以及Unc93B1运输TLR7/9的偏爱性,我们推测CCT-ODN可能会影响运输蛋白Unc93B1,本研究首先采用间接免疫荧光技术对Unc93B1和内质网进行对照染色,用Alexa Fluor488结合的荧光抗体标记内质网,Alexa Fluor555结合的荧光抗体标记Unc93B1,通过共聚焦显微镜呈像,结果显示:与对照组相比,TLR7和TLR9各自的配体都能诱导Unc93B1的胞内移行,Unc93B1会在TLR7/9配体的诱导下与TLR7(TLR9)一起离开内质网,对配体组相比,CCT-ODN对配体诱导的Unc93B1的胞内移行有抑制作用,MS19对Unc93B1的胞内移行没有影响。表明CCT-ODN能抑制TLR7/9配体诱导的Unc93B1的胞内移行。3. CCT-ODN不能靶向Unc93B1,也不能与内质网相互作用为了进一步研究CCT-ODN是如何抑制Unc93B1的胞内移行,本研究采用红色荧光Cy3标记CCT-ODN,检测Cy3-CCT-ODN与Unc93B1的共定位情况,结果表明Cy3-CCT-ODN与对照Cy3-MS19均不能与Unc93B1结合,说明CCT-ODN不是通过直接结合Unc93B1而抑制其移行。除了Unc93B1之外,是否能与内质网上其它蛋白结合仍不清楚,接着对CCT-ODN与内质网进行定位,结果显示CCT-ODN不能靶向内质网,说明CCT-ODN抑制TLR7/9和Unc93B1的靶点不在内质网上。4. CCT-ODN能显著上调TLR7/9的表达水平因为CCT-ODN能抑制TLR7/9和Unc93B1的胞内移行,是否会影响TLR7/9和Unc93B1的表达水平?为了揭示CCT-ODN对TLR7/9表达水平的影响,我们通过相对定量PCR法检测CCT-ODN对TLR7/9的表达水平的影响,结果表明CCT-ODN在作用于细胞2hours后能够显著上调TLR7/9的表达,这种上调可能是为了补充内体中的TLR7/9。而且CpG2006作为TLR9的配体对细胞有刺激作用,但是能显著上调抑制性细胞因子IL-10的表达水平,同时也从反面解释了CCT-ODN抑制TLR7/9运输,且上调其表达水平的合理性。5. CCT-ODN对CAL-1细胞表面TLR9表达的影响CCT-ODN能抑制CAL-1中TLR9的移行,但是又能显著上调TLR9的表达水平,当CCT-ODN抑制内质网中TLR9的移行时,不会活化下游的信号途径,可能细胞不需要启动上游TLR9的转录激活来补充TLR9,但是结果又表明CCT-ODN能上调TLR9的表达,推测新表达的TLR9不会全部积聚在内质网内,也可能会选择别的途径移行,也有相关文献表明在细胞表面能检测到TLR9,是否CCT-ODN诱导TLR9会选择与CpG ODN不同的移行途径,可能移行至细胞表面,为了解释这种可能性,我们采取间接荧光染色-流式细胞术检测CCT-ODN对CAL-1细胞表面TLR9的影响,从结果可以看出,静止的CAL-1细胞表面没有检测到TLR9,与空白对照组相比,TLR9的配体、CCT-ODN以及对照ODN(MS19)均不能诱导TLR9转移至CAL-1细胞表面,由此可见,CCT-ODN不会诱导TLR9选择转移至细胞表面的途径。6. CCT-ODN对TLR7/9介导的信号通路相关分子基因表达的影响为进一步探索CCT-ODN是如何抑制TLR7/9介导的固有免疫应答,本研究检测了CCT-ODN对TLR9介导的信号通路相关分子表达水平的影响。表明CCT-ODN能上调信号转导通路转录因子NF-κB和IRF-7及IFN-的表达,但是对TNF-没有显著影响。另外我们还检测了CCT-ODN对IRF-7信号通路上游相关分子基因表达的影响,主要包括STING依赖的DNA感知蛋白:DAI,Lrrfip1,IFI16,Trex1,对应还检测了CCT-ODN对STING非依赖的DNA感知蛋白AIM2和RNApoly III基因表达的影响。结果表明:与CCT-ODN显著上调TLR7和TLR9基因表达的趋势相比,CCT-ODN在作用于CAL-1细胞30minutes后能明显上调RNA pol III的基因表达,作用于细胞2hours后也能上调AIM2的基因表达,对胞浆内别的DNA感知蛋白的基因表达没有显著影响。7.变构的CCT-ODN对TLR9胞内移行的影响为了进一步探讨CCT-ODN对TLR9的胞内移行是否有序列依赖性,我们选用科室中通过在CCT-ODN的3’或5’末端和中间位置分别用AGGAGG或者AAGAAG替换CCTCCT,增加或减少CCT的数目自行设计了一系列变构CCT-ODN,观察这些变构的CCT-ODN序列对TLR9移行的影响,结果表明:(CCT)6-(AAG)2和(CCT)3-(AAG)2-(CCT)3对TLR9的移行有刺激作用,而(CCT)6-(AGG)2和(AGG)2-(CCT)6能显著抑制TLR9的移行,说明CCT-ODN不同的变构对TLR9胞内移行有不同的效应。8.变构CCT-ODN对STING依赖和非依赖信号途径相关分子表达水平的影响由于变构CCT-ODN对TLR9胞内移行的影响不一样,说明这些变构的CCT-ODN具有不一样的特性,那么对TLR7/9的表达水平会产生什么样的影响呢?为了阐明这一问题,我们通过实时相对定量PCR来检测变构CCT-ODN对TLR7/9表达水平的影响,结果表明:这些ODN对TLR7/9表达水平的影响趋势是一致的,但是抑制强度有所区别。同时我们也检测了对STING依赖和非依赖信号通路相关DNA识别蛋白表达水平的影响。结果显示:(CCT)2,(CCT)10,(CCT)4-(AAG)4,(AAG)2-(CCT)6,(CCT)3-(AAG)2-(CCT)3,(CCT)6-(AGG)2和(AGG)2-(CCT)6都能上调STING,说明这些变构的CCT-ODN能激活STING依赖的信号转导途径,而(CCT)2,(CCT)12,(CCT)4-(AAG)4能选择性地活化AIM2介导的STING非依赖信号途径。以上结果说明:CCT-ODN抑制TLR7/9介导的固有免疫应答可能是由于其抑制TLR7/9的胞内移行,从而导致内体缺乏TLR7/9,使pDCs无法启动保护性免疫反应,迫使pDCs采用两种途径来克服这种抑制:一是表达更多的TLR7/9,二是启动上游DNA感知蛋白通过IRF-7介导I型IFN等信号分子的表达。本研究的创新点在于:从TLR7/9的胞内移行和TLR7/9及其信号分子基因表达水平两方面揭示了CCT-ODN抑制TLR7/9活性的可能机制。