结核分枝杆菌Rv2091c调控宿主免疫机理的研究

作     者：吕茜 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢建平

授予年度：2021年

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100102[医学-免疫学] 10[医学] 

主      题：结核分枝杆菌 巨噬细胞 细胞凋亡 细胞炎症 Rv2091c 

摘      要：结核病（Tuberculosis,TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis,Mtb）感染引起的一种慢性传染病,是世界的十大死亡原因之一,已超越艾滋病成为单一感染因子造成死亡的首要病因。据世界卫生组织统计数据显示,2019全球新发结核病患者数量达到了近1000万,并有140万人死于结核病。我国一直都是结核病的高负担国家之一,近年来更是发生了多起结核病爆发事件,如2017年湖南桃江中学结核病聚集性疫情、2020年江苏师范大学发生学生聚集性肺结核事件等。众多数据都表明结核病这一“白色瘟疫并未走远,形势依旧严峻。巨噬细胞是人类免疫防御的第一道防线,它在介导人体免疫反应过程中发挥了极其重要的作用。一方面,巨噬细胞面对外来入侵物时,能够通过形成吞噬溶酶体、产生多种细胞因子和自由基物质进行抗原呈递、诱导细胞凋亡和自噬等多种方式清除入侵的结核分枝杆菌;而另一方面,面对巨噬细胞的“围剿,结核分枝杆菌进化出了操纵和逃逸宿主免疫应答的能力以此来逃避巨噬细胞的杀伤。巨噬细胞与结核分枝杆菌之间的相互博弈对于结核病的发生、发展、以及愈后都起着非常重要的作用。在本研究中,我们以无毒的耻垢分枝杆菌（Mycolicibacterium smegmatis,M.smegmatis）作为模式菌株,对Rv2091c进行功能研究。先前研究预测Rv2091c是54个潜在的宿主相互作用的效应分子之一,但具体功能未知。效应分子在结核分枝杆菌的宿主免疫应答过程中发挥着重要的作用。目前认为,这些效应分子主要通过吞噬溶酶体的形成、自由基的杀伤、细胞凋亡等方式来抑制结核分枝杆菌在巨噬细胞中的存活,进而达到保护宿主的目的。此外,一些效应分子还能够通过影响宿主的炎症反应和抗原提呈过程,使宿主获得免疫应答。因此,探究新的效应分子及其在结核分枝杆菌与宿主相互作用中的功能机制仍是目前研究的重要方向之一。我们通过pNIT-Myc质粒构建了过表达Rv2091c的重组耻垢分枝杆菌,并通过亚细胞定位分析发现Rv2091c定位于细胞壁上。通过实验研究,我们观察到Rv2091c重组菌在巨噬细胞中的存活降低,同时伴随着的炎症反应和细胞凋亡,这可能是Caspase级联反应被激活而引发一系列的免疫学反应所导致。免疫印迹实验发现参与细胞凋亡的执行子Caspase-3和Caspase-7蛋白在重组菌中的表达明显高于空载菌,PARP作为检验凋亡的关键蛋白在重组菌中的表达量也增加。除此之外,Rv2091c重组菌也会促进促炎细胞因子如IL-6,IL-12p40和TNF-α等的分泌。本课题的研究数据表明Rv2091c可能会参与Mtb与宿主巨噬细胞之间相互作用。综上所述,我们鉴定了Rv2091c定位于细胞壁,该蛋白能够通过调控宿主细胞因子的表达以及细胞凋亡水平来影响重组耻垢分枝杆菌在巨噬细胞中的存活。