全军优秀博士学位论文

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1、作者姓名：刘星光论文题目：钙/钙调素依赖性蛋白激酶II(CaMKII)和MHCII类分子对TLR触发的巨噬细胞与树突状细胞天然免疫应答反应的调控及其机制研究作者简介：刘星光，男，1980年3月出生，2006年9月师从于第二军医大学曹雪涛教授，于2009年6月获博士学位。中文摘要Toll样受体（Toll-likereceptors,TLRs）作为一类重要的模式识别受体（Patternrecognitionreceptors,PRRs）主要表达于巨噬细胞和树突状细胞（Dendriticcells,DCs）表面，选择性地识别病原体相关分子模式（Path

2、ogen-associatedmolecularpatterns,PAMPs），构成机体免疫系统抵御病原体入侵的第一道屏障。TLR是一类在各种生物体内高度保守的I型跨膜蛋白，目前已在哺乳动物中发现并克隆了12种。一旦识别了病原体中特定的分子结构，TLR就会激活其下游一系列的信号通路，活化天然免疫细胞产生炎性细胞因子和I型干扰素。TLR不仅启动天然免疫应答，控制炎症反应的性质、强度和持续时间，还可以通过上调DC表面的MHCII类分子和共刺激分子，促进DC的成熟，指导抗原特异的免疫应答尤其是Th1型反应的产生，调节获得性免疫应答的强度和类型，成为连接

3、初始免疫应答和获得性免疫应答的桥梁。TLR信号过度活化或活化不足会导致机体功能异常和疾病的发生。许多的其他信号通路参与对TLR信号的严密调控。因此，对TLR信号转导调控的深入研究具有重要的理论意义和应用价值。Ca2+作为细胞内第二信使之一，调节很多重要的生理过程。钙/钙调素依赖性蛋白激酶II（Calcium/calmodulin-dependentproteinkinaseII，CaMKII）是钙信号下游的一种多功能丝/苏氨酸蛋白激酶，广泛分布于机体大部分重要器官组织中。它由四个独立的基因a、b、g及d编码，且存在着不同的剪切体，因而产生多达24

4、种不同的同型物。CaMKII有着众多的作用底物，如转录因子CREB、ATF及其他信号分子p56lck、SHP-2、STAT1等。CaMKII可调节机体的多种重要生理功能，如突触的信号传递、记忆、物质的代谢、肌肉的收缩、基因的表达及细胞周期的调控。近年来研究表明CaMKII在免疫系统中发挥重要的调控功能，如T细胞的活化和记忆，DC的成熟和抗原提呈。LPS（TLR4配体）被证明可以促发小鼠巨噬细胞胞浆中的钙流，其对LPS诱导的TNF-a的产生有重要的作用，也有研究显示CaMKII可增强血小板激活因子（PAF）预刺激的THP-1细胞中LPS诱导的TNF

5、-a的产生。这些研究提示Ca2+和CaMKII可能参与了TLR4信号。然而，钙和CaMKII在TLR配体诱导的炎性细胞因子和I型干扰素产生中的作用，以及Ca2+/CaMKII信号通路与TLR信号通路的交互作用及其相关机制目前尚不清楚（问题1）。MicroRNAs(miRNAs)是一类众多的内源性非编码小RNA，参与很多的生理病理过程。miRNAs在免疫系统功能调节中发挥重要的作用，包括调控巨噬细胞的对外来病原体的初始免疫应答，淋巴细胞的发育、分化和功能等等。然而，关于具有调控DC成熟和功能的作用的miRNA却很少报道。既然CaMKII被证明在DC

6、的成熟和功能中发挥重要的作用，且目前有关miRNA与CaMKII的研究尚未见报道，因此，我们想探索是否存在以及哪些miRNAs能通过直接作用于CaMKII，从而在DC的成熟、活化以及刺激T细胞的增殖方面发挥调节作用（问题2）。以前的研究表明抗原刺激能诱导DC胞浆中钙流的上升，而钙和CaMKII均能调控DC的MHCII类分子的表达，表明Ca2+/CaMKII与MHCII类分子之间存在着相互调控。然而MHCII分子被抗原之外的其他分子交联后能否诱导CaMKII的活化尚不清楚（问题3）。MHCII类分子主要表达于DC、单核巨噬细胞及B淋巴细胞等专职抗原

7、提呈细胞上，而这些细胞正是外来病原体成分等危险信号的主要感应细胞。一些研究表明MHCII类分子可介导逆向信号，影响和调节免疫细胞的很多生理过程。基于此，MHCII类分子是否能感应危险信号或者对危险信号激发的免疫反应起调控作用，目前尚不清楚（问题4）。我们对上述四个方面的科学问题及其可能的内在联系进行了系统性的研究，分别从四个方面探讨了CaMKII、靶向CaMKII的miRNA和MHCII类分子这三类分子的相互作用和对TLR触发的巨噬细胞与树突状细胞天然免疫应答反应的调控及其机制。一、钙/钙调素依赖性蛋白激酶II对TLR触发的巨噬细胞天然免疫应答反

8、应的调控及其机制研究在硕士论文的研究中，我们已经发现LPS、CpGODN和poly(I:C)（分别为TLR4、TLR9和TLR3配体）能