调节性T细胞(regulatory t cell,Treg cell)是一类调节机体免疫耐受和维持机体自稳的T细胞亚群,通过抑制效应性T细胞的增殖活化发挥效应,与感染、自身免疫病和肿瘤的发生发展密切相关。通常情况下,我们提及的传统Treg细胞是指CD4+Foxp3+T细胞亚群,其中Foxp3在Treg细胞的发育、稳态及功能中发挥着不可或缺的作用。在人类和小鼠中,Foxp3的病理突变或缺失可产生致死性的系统性自身免疫疾病。研究表明,尽管Foxp3在Treg细胞中占据非常重要的地位,Foxp3本身并不足以调控Treg细胞的分化和功能;相反,Treg细胞的分化和功能维持需要一个包括Foxp3及其相互作用蛋白在内的精细的转录调控网络。目前已经发现许多与Foxp3共同调控Treg细胞分化和功能的转录因子,包括NFATc2、Runx1、Bcl11b、Foxp1、Foxp4、GATA-3、STAT3、Ikaros(Ikzf1)、Aiolos(Ikzf3)、Ets 和 Cnot3 等。其中,Foxp1和Foxp3同属于叉形头(Forkhead box,FOX)转录因子P类亚家族成员,具有保守的叉形头结构域并能够结合相同的DNA基序,且二者还可以形成异源二聚体。然而,Foxp1在Treg细胞中的功能以及Treg细胞中Foxp1和Foxp3之间的关系尚未被解析。Treg细胞根据表面分子标记CD44和CD62L的表达水平可分为CD44lowCD62Lhigh的静息 Treg 细胞(resting Treg cell,rTreg cell)和 CD44highCD62Llow的活化 Treg 细胞(activated Treg cell,aTreg cell)。和 rTreg 细胞相比,aTreg 细胞有着更强的增殖能力;同时在炎症反应中,aTreg细胞主要发挥抑制功能,而rTreg细胞则是作为一个储备库,保证Treg细胞的供给。因此维持机体rTreg和aTreg细胞的稳态同样非常重要。已有研究表明,转录因子Blimp-1、IRF4、Myb、NF-κB c-Rel、Foxol和Nrpl参与调控aTreg细胞的分化和迁移。尽管如此,对rTreg细胞静息状态维持的研究和对Treg细胞稳态的研究还非常少,因此,Treg细胞激活和分化的转录调控仍是Treg细胞领域倍受关注的科学问题。基于上述科学问题,本研究主要进行以下两个方面的研究:一、Foxp1对Treg细胞稳态的调控及机制研究。首先,我们解析了 Foxp1在rTreg和aTreg细胞中的独特表达模式,我们发现,rTreg细胞表达较高含量的Foxp1,其中Foxp1A是主要的剪接体,而在aTreg细胞中,尽管Foxp1D相对表达水平有所增加,Foxp1总体表达水平较低;其次,我们发现Foxp1不影响胸腺Treg细胞的产生和维持,而影响诱导型Treg细胞的分化和维持;接着,通过动态观察不同年龄小鼠Treg细胞的激活变化,我们发现Foxp1对于维持Treg细胞的静息状态并抑制aTreg细胞的分化十分重要;进一步,结合Foxp1f/fFoxp3Ce/+雌性小鼠和Foxp1急性敲除小鼠模型,我们证明了 Foxp1以内在方式调控Treg细胞的静息状态;机制上,通过分析Treg细胞的增殖、凋亡并结合转录组测序分析结果发现,Foxp1可能主要通过抑制细胞的增殖和能量代谢来维持Treg细胞的静息状态,该机制与Foxp1调控CD8+T细胞静息状态的机制十分类似。二、Foxp1对Treg细胞抑制性功能的调控及机制研究。首先,我们分析了稳态条件下不同年龄小鼠的T细胞激活,我们发现年轻小鼠已经表现出淋巴结、脾脏的增大和更多conventional T细胞的激活,同时相对年老小鼠体内的炎症情况也更为严重;进一步,我们利用两种不同的炎症性疾病模型研究了 Foxpl缺失的Treg细胞在对抗炎症反应中的功能,我们发现,在葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulfate Sodium,D S S)诱导的肠炎模型和实验性自身免疫性脑脊髓炎(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,EAE)模型中,Foxp1缺失的Treg细胞在抑制炎症过程中的功能受到严重损害;机制上,我们证实Foxp3和Ctla4是Foxp1在Treg细胞中的靶基因,Foxp1部分通过控制Foxp3的稳定表达影响Treg细胞的抑制性功能,不仅如此,我们还以Ctla4为例,证明了 Foxp1和Foxp3在Treg细胞中的协同调控作用。综上所述,我们的研究发现了 Foxp1在维持Treg细胞的稳态和抑制性功能中的重要作用并阐明了相关的分子机制,进一步完善了 Treg细胞的调控网络。此外,Foxp1和Foxp3能够共同调控Treg细胞的关键基因,为Treg细胞的转录调控机制提供了新的思路。