几丁质合成调控及其宿主识别在米根霉致病过程中的机制研究

Invasive mucormycosis is a severe mycoses with high mortality. Rhizopus oryzae is the most common pathogen. The spores enter body,then the immune cell of host recognized pathogen-associated molecular pattern on the surface of the spore, induce innate and adaptive immunity. Meanwhile, the fungi would adjust itself to the host pressures for survive in the body. The pathogenesis of R.oryzae indicates the fungi overcome the host elimination. The study on host-fungi interaction is significant. Our group had found Reactive oxygen species(ROS) can induce R.oryzae spores to appear apoptosis. We plan to study various size chitin stimulate dendritic cells to induce adaptive immunity, chitin synthesis genes express and regulation with the help of gene knockout technique and gene chips in morphological transformation from spore to hyphae, and fungi sense ROS and IL17A to regulate fungal adaptation with expression of authphage.What we studied will reveal the mechanism on host-fungi coadaptation. The findings from the study will provide new ideas on preventing mucormycosis.

侵袭性毛霉病病死率高，临床危害极大，其中米根霉尤为高发。米根霉孢子进入体内，宿主通过对真菌表面病原体相关分子模式的免疫识别，启动一系列天然免疫和适应性免疫反应，而真菌则在外界压力下通过各种自我调节来克服免疫清除。米根霉体内成功生存并致病意味着真菌与宿主对抗中真菌占优势。研究在这一过程中真菌和宿主的相互作用对深入认识疾病十分必要。本课题组在前期发现反应活性氧可以成功诱导出米根霉出现凋亡现象的基础上，拟从不同大小几丁质成分与宿主树突状细胞相互作用后启动适应性免疫的机制；利用基因表达芯片和基因敲除技术研究米根霉孢子和菌丝相互转化过程中，几丁质合成基因的表达和调控；以及在反应活性氧和IL17A作用下米根霉的自噬过程，来探讨米根霉致病过程中真菌-宿主相互影响、相互作用的机制。本研究从真菌-宿主相互适应的角度入手研究米根霉致病过程，其相关发现可为临床疾病的防治提供新思路。

侵袭性毛霉病病死率高，临床危害大。既往感染少见，对其侵袭致病的机制不清。毛霉感染中米根霉比例较高。以米根霉为研究对象，深入研究真菌和宿主相互作用对加深理解和提高疾病防控能力十分必要。本课题围绕米根霉孢子进入宿主，宿主产生一系列免疫防御反应展开研究。. 研究分四方面：探究宿主对米根霉的免疫识别模式及适应性免疫机制；与米根霉易发侵袭性感染相反，不规则毛霉主要引发皮肤软组织感染，作为侵袭性感染的对照，研究宿主对不规则毛霉的免疫识别模式及适应性免疫激活机制；比较米根霉与不规则毛霉在宿主识别和免疫活化的差异机制；研究反应活性氧和IL-17A对米根霉凋亡和自噬的影响。. 研究发现：对于米根霉，肿胀期米根霉孢子可能因为表面暴露了能与 Dectin-1 结合的 β-葡聚糖,从而刺激DCs 分泌细胞因子 IL-23、IL-1β 和IL-12p70,诱发 T 细胞分化并分泌细胞因子 IL-17A 和 IFN-γ,这一反应是 Syk/Card9 通路依赖的。对于不规则毛霉，静止期和肿胀期这两种不同阶段的孢子在诱导宿主免疫应答上存在差异。和静止期孢子相比，肿胀期孢子能明显刺激天然免疫系统DCs分泌细胞因子IL-1β、IL-23及IL-12，诱导更为明显的Th1/Th17适应性免疫反应，这些免疫应答主要是通过Syk/Card9通路实现的，Syk还参与到DCs对肿胀不规则毛霉孢子的吞噬、ROS产生及DCs的成熟过程中。比较二者差异发现，不规则毛霉肿胀孢子被DCs细胞识别与Dectin-1和Dectin-3无关，而米根霉肿胀孢子与Dectin-1相关，与Dectin-3无关。另外，米根霉在H2O2诱导下存在凋亡现象，这一现象可能存在非caspase依赖途径。. 本研究以米根霉为主要研究对象，研究其感染宿主的第一步肿胀期孢子的免疫激活和信号传导，详细解释疾病发生的关键步骤，为未来深入防控研究奠定基础。