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PTPN22是一种非受体型蛋白酪氨酸激酶,主要表达于造血细胞和免疫细胞中,作用于配体蛋白的酪氨酸去磷酸化过程。PTPN22基因1858位点C至T的单核苷酸突变引起人体中第620位和小鼠中第619位编码氨基酸精氨酸(Arg)至色氨酸(Trp)的变异而这一多态性被证实与许多自身免疫性疾病相关,如I型糖尿病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和克罗恩病等。在T细胞中,PTPN22 Arg>Trp多态性导致与下游配体基因,蛋白络氨酸激酶Csk的结合程度降低进三倍,进而影响T细胞受体信号通路。然而这一Arg到Trp的变异对于免疫细胞的形态、功能及糖尿病发生的影响还知之甚少。本研究以自主构建的PTPN22 619Arg>Trp基因敲入小鼠为实验对象,研究了这一变异对小鼠I型及II型糖尿病发生的影响及抗原呈递巨噬细胞、Treg、Teff等免疫细胞的数目、形态及功能的变化,并通过细胞分泌因子、标志性蛋白和表面抗原的检测进行了具体的机理研究。本结果将对深入研究糖尿病、自身免疫疾病的发病机理提供重要的理论基础。研究结果主要有:1.巨噬细胞分化后形态受PTPN22 619Arg>Trp多态性影响。(1)在BL6背景的PTPN22 619Arg与Trp敲入鼠中,Trp敲入鼠的脾脏增大,但各种免疫细胞含量并没有变化。(2)巨噬细胞在细胞因子的作用下分化为球形M1巨噬细胞,去分化后619Arg巨噬细胞重新恢复梭形而619Trp还是基本保持球形。(3)作为PTPN22配体,在细胞骨架重新构架中具有重要作用的VAV的去磷酸化程度在619Trp小鼠中减弱。2.PTPN22 619Arg>Trp多态性影响巨噬细胞功能及分泌因子表达量。(1)619Trp巨噬细胞比野生型巨噬细胞更能促进T细胞活性和增殖。(2)619Trp巨噬细胞具有更强的吞噬能力。(3)619Trp巨噬细胞表面表达更多的MHCII,CD80和CD86。3.巨噬细胞功能及分泌因子表达量变化不足以诱发突变敲入鼠发生II型糖尿病。(1)619Trp M1巨噬细胞抑制细胞因子,如IL-6,iNOS与TNFa的表达。(2)与PTPN22 619Trp巨噬细胞共培养的成熟脂肪细胞表达更多的GLUT1。(3)高脂日粮饲喂下,BL6背景的PTPN22 619Arg与Trp敲入鼠的体重,葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性无显著差异。4.与人类发病相反,NOD小鼠中PTPN22 619Trp对I型糖尿病发生具有保护作用,其原因可能是由于PTPN22 619Arg>Trp多态性对于Treg的影响不同。(1)NOD背景的PTPN22 619Trp小鼠对自身免疫性疾病的抵抗力升高。(2)Trp敲入鼠的Treg细胞数目增多但是对Teff细胞增殖的抑制功能较野生型小鼠减弱,且Trp敲入鼠的Teff细胞具有更高的增殖能力。(3)在体实验证明,在等量Treg注射的前提下,619Treg小鼠患糖尿病的几率大大增加,这与人体中的发现相同。综上所述,PTPN22 619Arg>Trp多态性可影响巨噬细胞的形态与功能,并进而影响T细胞的活性与增殖,从而引发一系列自身免疫性疾病。虽然突变的巨噬细胞由于分泌不同的细胞因子影响了脂肪细胞GLUT1的表达,但在体情况下并不引起体重、胰岛素敏感性等的变化。而PTPN22 619Arg>Trp多态性导致的Treg细胞数量与功能的变化可能是另一其引发自身免疫性疾病的原因。本研究揭示了PTPN22 619Arg>Trp多态性对于I型和II型糖尿病发生的影响以及对于免疫系统内多种免疫细胞的作用,为糖尿病的发病机理研究提供了重要的参考意义。