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第一部分:选择性抑制PI3K介导肺结节病小鼠模型Th1/Th17/Treg再平衡的研究背景:结节病是一种病因不明的多系统免疫性疾病,病理表现为不同器官内非干酪样肉芽肿,主要累及肺。研究证明,结节病的发病机制与Th1(T helper 1 cell)/Th17(T helper 17 cell)/Treg(Regulatory T cell)紊乱相关。PI3K(Phosphatidylinositol 3-kinase)/Akt(protein kinase B;PKB(Akt))通路对于维持Treg的功能及稳态至关重要,在结节病患者中异常激活。在我们的前期研究中发现同时抑制4种Ⅰ类PI3K亚基的BKM120比选择性抑制p110α,β和δ亚基的LY294002能更有效地诱导Treg稳态,提示结节病中Treg的水平和功能可能更依赖于p110γ亚基。目的:在本研究中我们选用两种PI3K亚基的特异性抑制剂AS-605240(特异性抑制PI3Kp110γ亚基)和CAL-101(特异性抑制PI3Kp110δ亚基),探究特异性干预p110γ和p110δ亚基是否能通过恢复Treg的免疫调节能力,从而减缓结节病的发展。方法:我们采用结核分枝杆菌多肽免疫刺激建立结节病小鼠模型。在第二次免疫刺激的同时给与抑制剂处理。采用免疫荧光和Western blot检测PI3K信号通路活化情况;用MACS免疫磁珠分选CD4+CD25+T细胞并用流式细胞术(Fluorescence-activated cell sorting,FACS)检测Th1、Th2(T helper 2 cell)、Th17、Treg的比例及检测Treg的免疫抑制功能;用实时定量PCR(Real-time Quantitative PCR,q-PCR)检测相关基因的表达,来探讨CAL-101和AS-605240对结节病小鼠模型Th1/Th2、Th17/Treg细胞型紊乱的调节作用及对Treg的增殖、分化和功能的影响。结果:结节病小鼠模型中,Treg水平下降、功能减弱伴随着PI3K/Akt信号通路的活化。相较于AS-605240,CAL-101更能缓解结节病肉芽肿发展。CAL-101能抑制PI3K/Akt在Treg中的异常激活,诱导Th1/Th17/Treg再平衡,并增强Treg的功能。AS-605240能抑制Terg中PI3K/Akt信号的异常激活,而在诱导Th1/Th17/Treg再平衡与增强Treg的功能方面的效果没有CAL-101明显。结论:结合前期研究结果,我们的结果提示了p110δ和γ亚基可以恢复Treg的免疫调节能力,从而减缓结节病的发展过程中的协同作用。这可能为临床寻找靶向药、免疫调节治疗控制结节病活动提供理论基础。第二部分:抑制PI3K信号通路联合同基因骨髓移植治疗小鼠1型糖尿病的研究背景:1型糖尿病(type 1 diabetes,T1D)是淋巴细胞介导的,以免疫性胰岛炎和选择性β细胞损伤为特征的自身免疫病。我们的前期研究里发现,对新发T1D小鼠进行同基因骨髓移植(syngeneic bone marrow transplantation,syn-BMT)能够有效逆转糖尿病状态,并伴随着脾脏中的CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞增多。而syn-BMT对发病时间较长的T1D效果欠佳。目的:我们对链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的发病时间较长的T1D小鼠进行syn-BMT的同时,联合PI3K抑制剂干预,来探究抑制PI3K信号通路是否能通过恢复Treg的免疫调节能力,从而改善syn-BMT治疗发病时间较长的T1D的效果。方法:我们通过多次少剂量注射STZ诱导,建立T1D小鼠模型。在糖尿病发病20天后进行syn-BMT并同时用BKM120干预小鼠,或者用BKM120体外干预干细胞后回输。移植后进行126天的观察,并记录空腹血糖变化及糖耐量情况以观察疗效。在移植后126天收集样本,并采用FACS、q-PCR和MACS免疫磁珠分选CD4+CD25+T细胞,以检测PI3K抑制剂对syn-BMT后T1D小鼠模型Th1/Th2、Treg/Th17细胞亚群紊乱的调节作用以及对Treg细胞增殖、分化和功能的影响。同时,采用H&E、Masson和PAS染色检测PI3K抑制剂联合syn-BMT对T1D鼠胰腺和肾脏的形态学的影响。结果:我们发现使用BKM120来抑制PI3K/Akt信号通路联合syn-BMT治疗发病20天的T1D小鼠,能在syn-BMT之后能平衡Th17/Treg,并增强Treg的免疫抑制功能,实现了长期有效地控制小鼠血糖。结论:结果提示靶向PI3K信号通路能改善syn-BMT对发病时间较长的T1D小鼠的治疗效果。本研究可能为造血干细胞移植(Hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)在T1D中的临床应用提供理论依据。