感染与免疫的分子基础
1、MTMR4 对TGF-β信号通路的抑制性调控
唐宏组
转化生长因子β (TGF-β) 超家族由大量结构相关的多肽生长因子组成，是迄今为止了解的功能最为多样性的细胞因子，在细胞生长、分化、凋亡、基质形成、机体免疫、组织修复、组织分化、早期胚胎发育及肿瘤发生等过程中具有广泛的生物学作用。对TGF-β信号通路的研究已经有了近20年的时间，这条信号通路也已经被研究的比较透彻，主要是TGF-β与含有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的膜受体结合，导致II型受体与I型受体形成复合体并使I型受体活化。活化的I型受体识别胞内相应的Smads (R-Smads)，并使之发生磷酸化。磷酸化的R-Smads进而与Smad4 (Co-Smad) 形成复合体而转移到细胞核中，与其他转录激活或者转录抑制因子的共同作用下，指导特异靶基因的转录。虽然这条信号通路相对比较简单，但是它可以呈现完全不同，甚至相反的调节功能。这种信号传导的多样性和复杂性是由于胞内不同蛋白对这条信号通路调节的结果。我们所研究的蛋白MTMR4就在TGF-β信号通路中起到抑制性调控的作用。MTMR4属于myotubularin家族，具有FYVE结构域和PTP结构域。我们研究发现MTMR4定位于早期内涵体，并且可以与TGF-β受体I和Smad3相互结合。在细胞中过量表达MTMR4可以抑制Smad3磷酸化的发生，并且减弱了Smad3与Smad4复合体的形成，抑制了Smad3的核转位。进一步的TGFR和Smad3特异的报告基因实验的结果表明，MTMR4对TGF-β信号通路的下调有可能是直接作用于Smad3使其去磷酸化而发生的。
2、肿瘤抗体及其靶分子作用机制研究
阎锡蕴组
1. 揭示CD146参与的细胞信号传导途径，阐明其介导内皮细胞迁移、血管生成和肿瘤转移过程的作用机制。
我们的研究表明，含有多种细胞因子及促血管生成因子的肝癌细胞培养上清可上调血管内皮细胞黏附分子CD146的表达，从而促进内皮细胞的迁移和血管生成；而抗CD146的单克隆抗体AA98可以通过与CD146的结合，抑制这种促血管生成作用。对其分子机制的研究表明，肝癌细胞培养上清可通过p38 MAPK上游途径激活NF-B，使MMP-9活性上调，从而促进内皮细胞迁移，实现对血管生成的促进作用；而AA98可通过与内皮细胞表面的CD146分子的相互作用抑制p38 MAPK的磷酸化，从而抑制NF-B的激活，使血管生成过程得到抑制。我们的研究从正反两方面证实了CD146分子作为细胞膜受体参与血管内皮细胞信号传导过程，首次报道了CD146分子细胞信号传导过程涉及NF-B途径，揭示了CD146分子在血管生成中发挥作用的分子机制。
2. 利用荧光共振能量转移，发现CD146的二聚体化等膜表面结构特征。
为阐明CD146分子与其配体的相互作用介导的内皮细胞信号传导过程中的分子识别、构象变化和单分子行为，我们利用FRET等手段在单个活细胞水平上研究了CD146分子的二聚化现象。结果表明，在血管内皮细胞膜表面表达的CD146分子以单体和二聚体两种形式存在，而且，肿瘤细胞培养上清不仅提高CD146表达量，而且还促进CD146分子的二聚化，使细胞中二聚体形式比例增加。这一现象提示我们，CD146的二聚体形式是介导与其配体相互作用，促进血管生成的功能性分子构象。
3、细胞因子介导的肿瘤间质细胞之间的相互作用及其对肿瘤生长与排斥的影响
秦志海组
（1）虽然IFNγ在肿瘤免疫中的重要作用无可置疑，但是人们对其来源以及它是如何被诱导的还了解甚少。我们通过对多种骨髓嵌合小鼠的研究表明，肿瘤免疫中所必需的IFNγ主要是由造血细胞产生的。令人惊讶的是，T细胞产生的IFNγ对肿瘤免疫不是必需的。在经过免疫的-R>-骨髓嵌合小鼠中，仅天然免疫细胞具有分泌IFNγ的能力，肿瘤的生长仍能够被有效抑制。进一步实验证明天然免疫细胞如NK1.1+ cells和CD11b+细胞在T细胞的辅助下可以分泌足够量的IFNγ。T细胞和天然免疫细胞之间的相互作用可能是IL-2介导的。我们的结果阐明了T细胞如何与天然免疫细胞相互作用通过IFNγ介导肿瘤的排斥，这无疑对肿瘤免疫治疗的进一步完善有重要的提示作用。
（2）肿瘤坏死因子（TNF）存在两个受体，以前的工作认为TNF的大部分功能都是通过受体1（TNFR1）来实现的，而关于TNFR2所介导的作用研究甚少。利用TNF受体单敲除和双敲除小鼠作为动物模型，我们发现无论在正常或是在T、B淋巴细胞缺陷的情况下，TNFR2在体细胞的单独表达都能有效地介导TNF的抗肿瘤作用。免疫组化分析表明，TNF可以通过TNFR2招募大量巨噬细胞对肿瘤组织的侵润并且强烈地抑制肿瘤内的血管新生。在体外，TNF能够激活TNFR1缺失的巨噬细胞产生大量的NO。在肿瘤生长早期，用NO合成抑制剂L－NAME处理小鼠可以全部去除TNF对血管新生和肿瘤生长的抑制作用。结果首次证明TNFR2在机体天然免疫细胞上的表达可以独立介导TNF的抗肿瘤作用，而NO及其对肿瘤血管新生的抑制是这一过程所必需的。
4、肿瘤发生的分子基础和免疫活性细胞介导的肿瘤清除机制
范祖森组
（1）新抑癌基因pp32的抑癌机制
我们发现新抑癌基因pp32与SET等蛋白形成SET复合体，参与颗粒酶A介导的细胞凋亡。以pp32为诱饵蛋白，采用酵母双杂交系统筛选出8个与pp32相作用的蛋白，其中组蛋白H3, RYBP和TRAP1 与pp32的相互作用已被证实。研究证实pp32通过调节组蛋白H3的乙酰化和磷酸化抑制基因的转录而控制细胞生长。这些研究成果已发表在Cell Death Differ 杂志。正进一步研究pp32如何通过其作用蛋白TRAP1参与TNFR信号及pRb调节途径调控细胞生长分化。并与龚为民教授课题组合作解析pp32及其作用蛋白的结构，从结构与功能的关系上，以期阐明pp32抑制细胞生长的机制。
（2）免疫活性细胞介导的肿瘤清除机制
我们正在探明孤儿颗粒酶（K、H和M）在CTL/NK介导的靶细胞杀伤中的作用。首次发现颗粒酶K介导了快速的caspase 非依赖性的以DNA单链断裂为特征的靶细胞凋亡，论文刚被Cell Death Differ接受发表。同时研究发现颗粒酶K能够切割Bid为其活性形式tBid，攻击线粒体使其释放ROS和细胞色素氧化酶C，加速靶细胞的死亡。我们研究证实颗粒酶M能够引起caspase依赖的DNA双链断裂的靶细胞凋亡，研究成果发表在JI杂志。我们首次阐明了颗粒酶H能够导致caspase依赖性的具典型凋亡特征的靶细胞死亡。还与饶子和院士和孙飞教授课题组合作以期解析穿孔素和一些颗粒酶的结构。在结构和功能的基础上，深入探明颗粒酶K、M和H在CTL/NK介导肿瘤杀伤中的作用。
5、逆转录病毒与宿主细胞相互作用机理研究
高光侠组
本实验室的主要研究方向是逆转录病毒与宿主细胞相互作用关系，包括两方面：
（1）利用体细胞遗传学方法筛选克隆具有抗HIV活性的宿主细胞因子：在与病毒长期共存过程中，宿主进化产生了多种抗病毒机制，其中一种机制是表达宿主限制性因子。宿主限制性因子可以作用于病毒复制周期的不同环节。我们建立以一种体细胞遗传学筛选方法，用于筛选具有抗HIV活性的宿主细胞因子。
（2）宿主细胞抗病毒蛋白ZAP作用机理研究：ZAP是我们利用体细胞遗传学筛选方法克隆的具有抗病毒活性的宿主细胞限制性因子，能够特异性地抑制几种病毒的复制，包括小鼠白血病病毒、辛德比斯病毒、埃波拉病毒。通过对MLV、SIN受抑制机制的研究，发现ZAP通过特异性地降低细胞质中病毒mRNA的稳定性从而抑制病毒的复制。ZAP本身不具有RNA酶的活性，但具有反式作用因子的功能，能够直接结合特定的靶RNA，并招募RNA外切酶复合体Exosome实现对靶RNA的降解。ZAP抗病毒机制的研究不仅可能为病毒的防治提供新的策略和技术手段，也将有助于我们更深入了解RNA稳定性的调控机理。
6、共刺激信号途径的免疫调节作用研究
王盛典组
（1）以HBV转基因小鼠为基础建立慢性乙肝动物模型，建立HBV特异T细胞克隆和TCR转基因小鼠，通过增强或阻断4-1BB、LIGHT和PD-1共刺激分子受体的信号通路来研究这些共刺激信号途径对HBV感染免疫耐受的调节作用，尤其对HBV特异性T细胞功能和肝脏慢性炎症反应的调控作用。此外，与302医院合作研究慢性乙肝病人不同发病阶段共刺激分子的表达，以及共刺激信号途径对外周血免疫细胞功能的调节作用。
（2）以肿瘤肝转移、肺转移，和皮下移植肿瘤为模型，通过建立表达不同功能共刺激分子的肿瘤细胞系，给小鼠注射抗共刺激分子抗体、和表达共刺激分子的表达载体，研究B7-H1/B7-DC—PD-1共刺激信号途径对机体抗肿瘤免疫反应的调控作用，以及调控该信号途径对肿瘤的治疗作用。
（3）用化学诱变剂在共刺激分子CD24基因缺陷小鼠上诱发肿瘤发生，研究CD24对肿瘤发生和发展的影响及作用机制。同时，用该原发肿瘤小鼠模型研究共刺激信号途径对肿瘤免疫反应的调控作用和调节机制。
（4）比较高致病性和底致病性禽流感病毒感染DCs和MΦ细胞后，细胞功能的差异，主要是IL-1、IP-10、TNF-α等炎症因子产生的差异，进而探讨它们在高致病性禽流感病毒感染导致的肺部病理损伤中的作用及致病机制。
（5）制备抗多种共刺激分子单克隆抗体，以期筛选出具有不同功能特性的单抗，为共刺激信号途径的免疫调节作用研究提供更多研究工具。
7、病毒感染、复制及与宿主相互作用的机理
邓红雨组
（1）以小鼠疱疹病毒-68（MHV-68)为肿瘤相关疱疹病毒的模型，本课题组从以下几个方面对该病毒的复制机理展开了研究：
① 基因表达的转录调控及表观遗传学：病毒编码的复制和转录因子RTA在MHV-68生命周期中起着分子开关的重要作用。我们的研究表明，rta基因启动子上组蛋白的乙酰化能激活MHV-68从潜伏期进入裂解期。我们还发现，除自激活外，rta基因还受病毒颗粒蛋白的调控，具体机理正在研究中。
② 基因组复制：鉴定了MHV-68基因组的左端复制子，并详细研究了相关的顺式元件与反式因子。
③ 蛋白功能与相互作用：结合遗传学与蛋白质组学选择性地对MHV-68的若干蛋白进行了研究，目前主要研究两个病毒间质蛋白ORF33和ORF52（属于病毒颗粒蛋白）。
（2）以鼠肝炎病毒（MHV-A59）为急性感染和免疫的模型，通过靶向重组，构建携带T细胞表面抗原的重组病毒，研究病毒感染后小鼠T细胞的各种反应。
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