The novel role of signal transducer and activator of transcription 5B (STAT5B) in mediating T cell differentiation and regulatory functions

摘要

轉錄訊息傳遞及活化子蛋白5B (STAT5B)是生長激素和共γ鏈家族細胞激素(例如:介白素2 (IL-2) 7 15等) 的必要轉錄因子，IL-2-STAT5B路徑在誘導型調節性T細胞 (iTreg) 分化扮演了很重要的角色，iTreg的?能是維持免疫平衡和控制發炎疾病的一種細胞。近年來，STAT5B突變患者的臨床、生化和遺傳學的研究迅速發展，人類STAT5B突變會導致”非典型”生長激素不敏感症候群、免疫失調、自體免疫、慢性肺部疾病等臨床症狀。然而，STAT5B突變是如何導致免疫失調症狀和自體免疫疾病的機制仍未被清楚研究，此外，目前尚未有治療方法同時改善STAT5B突變病患的生長遲緩和免疫缺陷症狀。 我們團隊診斷出一位男性病童 (以下簡稱為病童C)，其臨床症狀包含:出生後生長遲緩、嚴重皮膚發炎、高γ免疫球蛋白血症和淋巴細胞增生症。我們利用全外顯子定序鑑定出病童C帶有異形合子的STAT5B點突變 (DNA核甘酸1281位點鳥嘌呤至腺嘌呤變異；第371個胺基酸的丙氨酸至蘇氨酸變異)，然而這個突變和病童的免疫失調症狀之間的關係仍未知，因此本篇研究探討異形合子STAT5BA371T 突變在免疫失調中所扮演的致病機轉。我們已經確認這個突變STAT5B蛋白質可正常表達且IL-2刺激後的磷酸化表現正常，且在T細胞刺激前CD4+CD25+ T細胞比例是正常的，但是，病童C的周邊血單核細胞在刺激後的CD4+CD25high T細胞族群表現較少。已知CD25是STAT5B的目標下游基因，且較少的CD25表現將導致對IL-2不敏感，因此造成分化iTreg的?能異常。 為了更進一步研究STAT5BA371T 突變在T細胞分化和基因調控中所扮演的角色，我們建立了一個轉染野生型或突變STAT5B的T細胞株。冷光報導基因分析結果顯示，STAT5BA371T 突變在T細胞活化後會顯著地降低CD25轉錄活性且具有顯性抑制突變的效應，這個實驗結果代表這個點突變會去減弱STAT5B轉錄因子下游的轉錄?能，但是我們發現到點突變仍保有百分之七十的CD25啟動子轉錄活性。我們接著利用RNA定序去鑑定TCR刺激後STAT5BA371T下游基因的表現變化，GSEA分析結果發現和組織駐留Treg相關的基因群在STAT5BA371T細胞株相較於野生型有顯著集合的現象。 總結來說，我們的實驗結果顯示顯性抑制突變的異形合子STAT5BA371T透過阻止iTreg分化而導致免疫失調症狀，代表STAT5B在iTreg分化中扮演了重要的角色，這個新穎的點突變使我們更加深入理解STAT5B轉錄因子在調節人類免疫系統中所扮演的複雜角色。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Chi-Chang Shieh (Supervisor)