共刺激分子Tim-1和Tim-3对肥大细胞介导的抗弓形虫感染免疫调节机制

The pathogenesis of toxoplasmosis remains not fully understood. In recent years, it has been reported that mast cells is an important host defense effector cells, but its role in Toxoplasma gondii infection has been neglected. Our previous study found that: 1) mice infected with T. gondii, the number of mast cells in the spleen and mesenteric lymph nodes and other tissues were significantly increased and obviously degranulated; 2) T. gondii-infected mice treated with mast cell activator, there were significantly increased tissue inflammation and significantly increased parasite burden compared with infected controls; 3) Tryptase-TIM-3 double-positive mast cells were observed in the spleen and lymph node tissues of T. gondii-infected mice by immunofluorescence staining. Tim-1 is known to enhance the activation of Th2 cells, and Tim-3 is to reduce function of Th1 cells. Tim gene family is also expressed on the surface of mast cell, but their role in T. gondii infection has not been reported. Our central hypothesis is: mast cells involve in the infective immunity of T. gondii infection, their immune function is regulated by Tim-1 and Tim-3 genes. This project intends to use in vivo and in vitro models to test: 1) the direct effect of mast cells against T. gondii; 2) the immune regulatory mechanism of Tim-1 and Tim-3 on mast cell-mediated immunity to T. gondii infection. The results will provide a theoretical basis for immune prevention and treatment of toxoplasmosis.

弓形虫病的致病机制不祥。近年发现肥大细胞是重要的宿主防御效应细胞，但其在弓形虫感染中的作用一直被忽视。我们前期的研究结果发现：1)小鼠感染弓形虫后，脾脏及肠系膜淋巴结等组织中的肥大细胞数量显著增加且明显脱颗粒；2)采用肥大细胞脱颗粒刺激剂促进弓形虫感染小鼠肥大细胞脱颗粒，组织中炎症反应程度明显加重、虫荷显著增加；3)免疫荧光双染色显示，感染小鼠脾脏及淋巴结组织中的肥大细胞Tim-3表达阳性。已知Tim-1可增强Th2细胞的活化，Tim-3可下调Th1细胞的功能。Tim基因家族也表达于肥大细胞表面，但其在弓形虫感染中的作用未见报道。我们的中心假设是：肥大细胞参与弓形虫感染免疫，其免疫功能受Tim-1和Tim-3的调节。本课题拟采用体内外实验，验证：1)肥大细胞对弓形虫的直接作用；2)Tim-1和Tim-3对肥大细胞介导的抗弓形虫感染免疫的调节机制。研究结果将为弓形虫病的免疫防治提供理论依据。

近年发现肥大细胞是重要的宿主防御效应细胞，但其在弓形虫感染中的作用一直被忽视。本项目假设肥大细胞参与弓形虫感染免疫，其免疫功能受Tim-1和Tim-3的调节。主要研究内容和重要结果：1）Tim-1和Tim-3在孕期弓形虫感染中的作用：发现孕鼠感染弓形虫后，胎盘中Tim-1、Tim-3、IFN-γ和IL-4 mRNA水平均显著增高，表明Tim-1和Tim-3在弓形虫感染孕鼠中发挥免疫调节作用。2）肥大细胞在眼弓形虫病中作用：发现感染小鼠眼和局部淋巴结中TLR2+和TLR4+肥大细胞数量显著增加且明显脱颗粒，TLR2和TLR4 mRNA表达量显著升高，提示TLR2和TLR4通过调节肥大细胞功能参与眼弓形虫病的免疫病理或抗弓形虫感染。Gal-9及其受体 Tim-3与眼弓形虫病的免疫致病机制：与弓形虫抗性BALB/c小鼠相比，弓形虫敏感C57BL/6 小鼠眼内感染弓形虫后眼组织和局部淋巴结中Gal-9及其受体 (Tim-3 and CD137)、IFN-γ、IL-6和IL-10 mRNA水平均显著增高，提示两种品系小鼠之间Tim-3/Gal-9表达的差异可能是造成其眼组织免疫病理差异的原因之一。IL-27/IL-27R通路在眼弓形虫病中的作用：发现IL-27/IL-27R通路可通过调节肥大细胞介导的免疫应答参与眼弓形虫病免疫病理。3）脑弓形虫病的免疫病理机制：发现弓形虫Pru株感染敏感C57BL/6小鼠和抗性BALB/c小鼠后，脑组织中活化的小胶质细胞数量显著不同，且Gal-3与Th1/Th2/M1/M2细胞因子之间或Gal-9与Th1/Th2之间存在着不同的正相关性，表明Gal-3和Gal-9在两种品系小鼠脑弓形虫病模型中发挥着不同的免疫调节作用。4）抑制或活化肥大细胞对紫外线减毒弓形虫疫苗（UV-Tg）免疫保护作用的调节：发现肥大细胞抑制剂色甘酸钠可通过抑制肥大细胞活性，增强小鼠抗弓形虫攻击感染的免疫保护作用，对UV-Tg具有免疫佐剂作用；而肥大细胞活化剂C48/80不能增强小鼠抗弓形虫攻击感染免疫保护作用，对UV-Tg没有免疫佐剂活性。5）急性弓形虫感染小鼠肝和脾组织中TLR2+和TLR4+枯否氏细胞数量显著增加、TLR2和TLR4 mRNA表达显著增高，表明TLR2和TLR4可通过调节枯否氏细胞的功能参与感染小鼠肝脏和脾脏的免疫病理。为弓形虫病的免疫防治提供了依据。