研究背景

FOXP3+調節性T細胞（Treg）具有免疫抑制作用，在維持自身免疫過程中具有重要作用。因此，對Treg細胞在體內的分子機制研究也具有重要意義。關于FOXP3+ Treg細胞穩定性的爭論從最近的一些工作報道中也是愈演愈烈。在這些研究中，穩定Treg細胞在炎癥反應以及成淋巴反應中具有T-effector-cell-like表型，并且發現FOXP3表達不穩定。穩定的Treg細胞則產生大量的和自發性免疫高度相關的炎癥細胞因子。對于FOXP3蛋白的直接跟蹤以及其體內穩定性的檢測對于人們對不穩定的Treg細胞的了解以及其在健康與疾病的生理方面的作用具有重要作用。

Usp21傳統基因敲除的小鼠表現出脾腫大以及自發的T細胞激活。表明USP21可能具有潛在的維持免疫忍受度的作用。之前研究確認到了E3去泛素化酶USP21是如何在哮喘病人CD4+ CD25hi CD127lo Treg細胞中被高度誘導表達，但是USP21在體內的具體功能卻依然不為人知。

為了論證USP21在體內的功能，研究人員通過構建條件性敲除的Usp21小鼠，以此來研究USP21在控制Treg細胞穩定性中的作用。研究人員發現，缺乏USP21的Treg細胞遇到了顯著的免疫系統紊亂。此外，Usp21的敲除顯著的降低了Th1-like Treg細胞的下降。USP21通過調控去泛素化來穩定FOXP3以及維持Treg特有基因的表達。
 

Usp21在Treg細胞中的敲除影響免疫忍受度

      研究人員為了確認USP21蛋白的功能，首先構建了Treg細胞中Usp21的基因敲除，與FoxP3cre小鼠進行了雜交。并且對敲除的小鼠進行了表型觀察。

USP21-∆Treg細胞具有Th1-like表型

      研究人員對進一步的組織學分析，發現Usp21fl／Foxpcre小鼠中淋巴細胞更多的滲透到外圍組織中，包括肝，肺以及唾液腺（圖2）。并且研究人員對炎癥細胞因子的表達檢測發現，Usp21fl／Foxpcre小鼠肝，肺和唾液腺的CD4+ YFP-效應T細胞中的IFN-γ得到了顯著增加，導致了Th1-like表型產生。

USP21在Treg細胞中通過對FOXP3去泛素化抑制FOXP3的降解

      研究人員為了研究USP21-∆Treg細胞穩定性，首先利用流式分選技術對FOXP3的表達進行分析。研究發現，USP21-∆Treg細胞中FOXP3蛋白表達呈現明顯下調（圖3）。表明USP21對FOXP3有明顯的調控作用。轉錄組測序研究發現，USP21-∆Treg細胞中對Treg特有基因的表達具有顯著的影響（圖4）（轉錄組測序由上海伯豪生物技術有限公司提供服務）。對USP21與FOXP3的分子機制研究發現，USP21與FOXP3存在蛋白互作關系（圖5）。這兩個蛋白之間的互作為USP21對FOXP3去泛素化提供了時空上的可能性（圖5）。
 

原文出處：Li Y, Lu Y, Wang S, Han Z, Zhu F, Ni Y, Liang R, Zhang Y, Leng Q, Wei G, Shi G, Zhu R, Li D, Wang H, Zheng SG, Xu H, Tsun A, Li B. USP21 prevents the generation of T-helper-1-like Treg cells. Nat Commun.2016.