CFP10和ESAT6在结核分枝杆菌感染肺泡上皮细胞中对TLRs/MyD88信号转导通路的调控机制研究

Tuberculosis (TB), caused by the infection of Mycobacterium tuberculosis (Mtb), is one of the world’s leading infectious diseases and major public health problem. The host-bacterial interaction plays important roles in the development of TB. Alveolar epithelial cell is one of the main target cells of Mtb, which is able to provide critical intracellular niches for Mtb establishing infection in the host. However, the role of alveolar epithelial cells in the immunological regulation against Mtb remains largely unknown. TLRs/MyD88 signaling pathway has been demonstrated to play key roles in regulation of innate immunity. Furthermore, our recent study has revealed that CFP10 and ESAT6 could induce a broad range of antigen-specific immune responses in a mice model. Therefore, in this study, A549 cells were used to investigate the immunoregulatory role of CFP10 and ESAT6 on TLRs/MyD88 signaling pathway responding to Mycobacterium tuberculosis infection. Hopefully, this study will lay a foundation for fully understand the mechanisms of anti-TB immunity and molecular pathogenesis of Mtb.

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的，该病的流行给人类公共卫生安全造成严重威胁。宿主与病原菌相互作用所致的炎症反应、细胞凋亡和坏死等对结核病的发生发展具有重要作用。肺泡上皮细胞作为结核分枝杆菌感染的靶细胞在抗结核免疫中发挥重要作用，目前关于肺泡上皮细胞在抗结核免疫中的调控机制尚不清楚。TLRs/MyD88信号通路在抗感染先天免疫的调控中发挥主要作用。我们前期的研究发现，CFP10和ESAT6等蛋白能够有效的刺激机体产生广泛的免疫应答。本研究拟在前期工作的基础上，以A549为细胞模型，用表达CFP10和ESAT6的重组慢病毒侵染A549细胞，分析CFP10和ESAT6在结核分枝杆菌感染肺泡上皮细胞中对TLRs/MyD88信号通路的免疫调控作用，阐明其分子机制，进而探讨CFP10和ESAT6在结核分枝杆菌致病过程中的地位和所起的作用，从而加深对结核分枝杆菌致病机理及机体抗结核免疫机制的了解。

CFP10和ESAT6是卡介苗（Bacille Calmette-Guérin, BCG）缺失的毒力蛋白，它们在BCG中的缺失被认为是BCG减毒的主要原因。本研究利用原核表达系统诱导表达并纯化获得了结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）CFP10和ESAT6蛋白以及CFP10-ESATA6融合蛋白。使用重组蛋白以及BCG处理人肺泡上皮细胞A549，分析TLRs信号通路关键分子及其下游炎症因子的变化，探究了CFP10、ESAT6和CFP10-ESAT6蛋白在感染肺泡上皮细胞过程中对TLR信号通路的影响，取得了以下研究成果：1）构建了表达CFP10和ESAT6蛋白的重组慢病毒LV5-CFP10和LV5-ESAT6，建立了过表达CFP10和ESAT6稳定转染A549细胞株，为在细胞模型以及后续在动物模型中深入研究CFP10和ESAT6在Mtb致病中的作用及其分子机制奠定了良好的基础；2）制备并纯化获得了纯度较高的CFP10、ESAT6和CFP10-ESAT6融合蛋白，研究了它们对肺泡上皮细胞TLRs信号通路关键分子及其下游炎症因子的变化的影响；3）阐明了CFP10、ESAT6和CFP10-ESAT6对肺泡上皮细胞炎性反应的调控机制。以上研究结果表明，CFP10和ESAT6蛋白可以通过MyD88依赖和MyD88非依赖性途径对A549细胞Toll样信号通路进行调节，进而影响下游炎性因子的表达，说明在Mtb致病过程中，CFP10和ESAT6可能通过调控宿主炎性反应进而影响Mtb在宿主细胞的存留。上述研究加深了我们对Mtb致病机理及机体抗结核免疫机制的理解，为进一步了解Mtb与肺泡上皮细胞的复杂相互作用过程奠定了基础。