研究背景

FOXp3+调节性T细胞（Treg）具有免疫抑制作用，在维持自身免疫过程中具有重要作用。因此，对Treg细胞在体内的分子机制研究也具有重要意义。关于FOXp3+ Treg细胞稳定性的争论从最近的一些工作报道中也是愈演愈烈。在这些研究中，稳定Treg细胞在炎症反应以及成淋巴反应中具有T-effector-cell-like表型，并且发现FOXp3表达不稳定。稳定的Treg细胞则产生大量的和自发性免疫高度相关的炎症细胞因子。对于FOXp3蛋白的直接跟踪以及其体内稳定性的检测对于人们对不稳定的Treg细胞的了解以及其在健康与疾病的生理方面的作用具有重要作用。

Usp21传统基因敲除的小鼠表现出脾肿大以及自发的T细胞激活。表明USp21可能具有潜在的维持免疫忍受度的作用。之前研究确认到了E3去泛素化酶USp21是如何在哮喘病人CD4+ CD25hi CD127lo Treg细胞中被高度诱导表达，但是USp21在体内的具体功能却依然不为人知。

为了论证USp21在体内的功能，研究人员通过构建条件性敲除的Usp21小鼠，以此来研究USp21在控制Treg细胞稳定性中的作用。研究人员发现，缺乏USp21的Treg细胞遇到了显著的免疫系统紊乱。此外，Usp21的敲除显著的降低了Th1-like Treg细胞的下降。USp21通过调控去泛素化来稳定FOXp3以及维持Treg特有基因的表达。

研究思路

研究结果

Usp21在Treg细胞中的敲除影响免疫忍受度

研究人员为了确认USp21蛋白的功能，首先构建了Treg细胞中Usp21的基因敲除，与Foxp3cre小鼠进行了杂交。并且对敲除的小鼠进行了表型观察。

USp21-∆Treg细胞具有Th1-like表型

研究人员对进一步的组织学分析，发现Usp21fl／Foxpcre小鼠中淋巴细胞更多的渗透到外围组织中，包括肝，肺以及唾液腺（图2）。并且研究人员对炎症细胞因子的表达检测发现，Usp21fl／Foxpcre小鼠肝，肺和唾液腺的CD4+ YFp-效应T细胞中的IFN-γ得到了显著增加，导致了Th1-like表型产生。

USp21在Treg细胞中通过对FOXp3去泛素化抑制FOXp3的降解

研究人员为了研究USp21-∆Treg细胞稳定性，首先利用流式分选技术对FOXp3的表达进行分析。研究发现，USp21-∆Treg细胞中FOXp3蛋白表达呈现明显下调（图3）。表明USp21对FOXp3有明显的调控作用。转录组测序研究发现，USp21-∆Treg细胞中对Treg特有基因的表达具有显著的影响（图4）（转录组测序由上海伯豪生物技术有限公司提供服务）。对USp21与FOXp3的分子机制研究发现，USp21与FOXp3存在蛋白互作关系（图5）。这两个蛋白之间的互作为USp21对FOXp3去泛素化提供了时空上的可能性（图5）。

研究结论

Treg细胞被认为可以抑制抗肿瘤免疫反应并且有助于肿瘤细胞的存活。因此，对Treg细胞进行抑制或者此类细胞转化为Th1-like炎症细胞可以有助于肿瘤微环境改善从而有利于对肿瘤的抵抗。有趣的是，最近的研究在结直肠癌中鉴定到了一系列的FOXp3lo T细胞，结直肠癌可以在体外刺激后产生大量的IFN-，预示着较好的预后。所以，Th1-like FOXp3lo Treg细胞在抗肿瘤免疫反应以及抑制肿瘤生长过程中具有潜在的价值。在此，诱导FOXp3在Treg细胞中的降解为短暂抑制Treg细胞提供了一个方法，USp21也成为未来抗肿瘤免疫治疗过程中一个重要的药物靶标。

原文出处：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.