​2021年8月21日，华中科技大学同济医学院附属同济医院生物医学研究中心王从义教授团队在国际杂志cell death & differentiation发表题为“MBD2 acts as a repressor to maintain the homeostasis of the Th1 program in type 1 diabetes by regulating the STAT1-IFN-γ axis”的文章。该研究在NOD背景下构建了Mbd2敲除模型，发现Mbd2缺陷加剧了NOD小鼠自发T1D的发展。实验数据表明MBD2可能是在临床环境中开发基于表观遗传学的T1D治疗方法的可行靶点。

甲基-CpG结合结构域2 (MBD2)通过与甲基化的CpG DNA结合来翻译DNA甲基体编码的信息，从而在转录水平上调节靶基因的表达。尽管人们早就认识到Derailed DNA甲基化会触发或促进1型糖尿病(T1D)的自身免疫反应，但MBD2在T1D发病机制中的确切作用仍未明确。

1型糖尿病(T1D)是一种由T细胞介导的胰岛β细胞破坏引起的慢性自身免疫性疾病。因此，与外源性胰岛素治疗相比，旨在抑制自身免疫反应或诱导自身耐受的策略在促进β细胞恢复和预防疾病进展方面有更好的前景。CD4效应T细胞通过产生多种促炎细胞因子和协调细胞毒性CD8 T细胞、B细胞和巨噬细胞的功能，在免疫失调中发挥核心作用，从而引发严重的胰岛素炎症并伴随着β细胞破坏。在CD4效应T细胞的不同亚群中，Th1和Th17是导致T1D发病的两个关键成分。Th1细胞是I型炎性细胞因子的主要来源，尤其是IFN-γ、TNF-α和IL-1β，它们能有效诱导β细胞凋亡。相比之下，Th17细胞的致病性更具可塑性，事实上，糖尿病细胞的特征通常是从非致病性Th17细胞转化为致病性Th17细胞，同时赋予Th1样特性。因此，Th1细胞被认为是T1D发病机制中最关键的致病亚群。虽然遗传易感性使患者具有较高的T1D风险，但与环境线索相关的表观遗传因素也在触发对胰腺β细胞的自身免疫反应中发挥了关键作用。特别是DNA甲基化，与基因转录调控相关的重要表观遗传机制之一，已经被认为参与了T1D发病机制。

为了研究MBD2在T1D发病机制中的作用，研究者构建了Mbd2^-/-NOD敲除鼠，研究发现，Mbd2^-/-NOD小鼠的糖尿病发病率随着T1D的早期发作而增加，同时表现出脾肿大和胰腺淋巴结病。此外Mbd2^-/-NOD小鼠出现大量胰岛萎缩，胰岛素阳性细胞显著减少（图1）。这些结果表明Mbd2的丢失加剧了NOD小鼠的淋巴浸润和T1D发作。

图1 MBD2缺乏加重NOD小鼠的T1D发展

为了进一步剖析MBD2控制Th1程序的潜在机制，研究者对分别来自WT  NOD和Mbd2^-/-NOD小鼠的Th0和Th1细胞中进行了深度RNA测序(RNA-seq)。KEGG分析表明，Mbd2的缺失导致Th1分化相关途径的改变，尤其是Jak-STAT信号传导和细胞因子-细胞因子受体相互作用。通过评估与Th1分化相关的基因，发现MBD2结合峰出现在Stat1的启动子区域。实验数据明确了STAT1在介导由Mbd2缺乏引起的Th1信号基因上调中的可能作用。在机制上，MBD2选择性地结合Stat1启动子中的甲基化CpG DNA，通过抑制STAT1-IFN -γ信号来维持Th1程序的稳态。（图2）。

图2 MBD2抑制小鼠和人CD4 T细胞的STAT1-IFN-γ轴

最后，科研人员检测了过继转移Mbd2慢病毒转导的CD4 T细胞是否会抑制NOD.scid小鼠的自身免疫反应（图3）。与接受 LV-Vector 转导细胞的小鼠相比，接受 LV-Mbd2OE 转导细胞的小鼠表现出显着改善的葡萄糖耐量以及更高水平的血清胰岛素。LV-Vector 小鼠在转移后第 50天观察到强烈的糖尿病前期自身免疫反应。在过继转移第 50 天处死小鼠后发现，与 LV-Vector 小鼠相比，LV-Mbd2OE小鼠显示出较小的脾脏和 胰淋巴结（PLN）以及显着较低的胰岛炎严重程度。同时，来自 LV-Mbd2OE 受体的脾 CD4 T 细胞的百分比低于 LV-Vector 小鼠，并且 Th1 比率低得多，而在其他 Th 亚群中没有发现显着差异。这些数据表明异位 MBD2 表达抑制 Th1 程序，这有可能抑制 NOD.scid 小鼠的自身免疫反应，从而减弱 1 型糖尿病的发展。

图3 CD4 T细胞异位表达MBD2可减轻NOD.scid小鼠的自身免疫反应

参考文献: Yue T, Sun F, Wang F, et al. MBD2 acts as a repressor to maintain the homeostasis of the Th1 program in type 1 diabetes by regulating the STAT1-IFN-γ axis[J]. Cell Death Differ. 2021;10.1038/s41418-021-00852-6.

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撰文：邹婷婷

编辑：刘振兴

审核：张贤钦