结核分枝杆菌Rv3369蛋白在操控宿主免疫应答中的作用机制研究

Tuberculosis (TB), caused by the highly infectious bacterial pathogen Mycobacterium tuberculosis (Mtb), remains a major global health threat. The emergence of multi-drug resistant and extensively drug resistant strains of Mtb further complicates this problem. It is pressing to find new drugs or drug targets to combat drug-resistant TB. The success of Mtb can be attributed to an array of virulence factors which can interfere with host immune defense. The identification and characterization of novel virulence factors can enrich our understanding of Mtb pathogenesis and facilitate better control measures. Our previous study suggests that Rv3369 protein delivered in a live Mycobacterium smegmatis vehicle can enhance the persistence of mycobacterium within host cells, promote host cell death and modify the cytokines profile of macrophages. This study will focus on identifying the specific binding proteins of Rv3369 from macrophages and the mechanism of Rv3369 protein causes the results mentioned above. This study will contribute to elucidating the way of Mtb hijack the host immunity and in-depth understanding of Mtb pathogenesis, then a novel theory and target of TB medications might be developed.

结核耐药日趋严重，使得结核病再次成为威胁全球人类公共卫生的最主要传染病。可有效治疗耐药结核病的药物极其有限，因此开发基于新靶点的抗结核药物迫在眉睫。结核分枝杆菌的致病性主要是通过释放毒力因子干扰宿主正常免疫应答表现出来的，因此深入研究毒力因子的作用机制对于阐明该菌的致病机理以及开发新的抗结核药物具有重大意义。我们的前期研究发现，结核分枝杆菌Rv3369蛋白在促进模式菌耻垢分枝杆菌胞内存活、引起巨噬细胞裂解死亡、诱导促炎性因子的分泌等方面起着重要作用。本研究拟通过酵母双杂交方法鉴定宿主中与Rv3369蛋白相互作用的特异性受体，拟综合运用微生物学、细胞生物学和生物化学与分子生物学等方法和技术阐明该蛋白干扰宿主免疫应答和促进重组菌胞内存活的分子机制。该研究将有助于我们深入了解结核分枝杆菌的致病机制，同时还可能为抗结核新药研发和优化提供新思路和新靶标。

结核菌主要通过效应因子逃避宿主免疫杀伤。因此研究关键效应因子的功能有助于揭示其致病机理，亦可为肺结核的防治提供潜在的靶标。Rv3369是结核菌的一个潜在效应因子，参与结核菌宿主胞内持留，也是一个有前景的诊断标志物。课题组前期发现Rv3369在引起巨噬细胞死亡及诱导促炎性因子IL-1β的分泌等方面起着重要作用。然而具体机制尚不清楚。. 本研究多方面探索了Rv3369与宿主之间的互作。明确了Rv3369介导的巨噬细胞死亡方式为凋亡，其介导凋亡的机制为：Rv3369诱导IL-1β表达升高，高表达的IL-1β抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，促进了促凋亡蛋白Bax的转位，从而加速Caspase-3和Caspase-9的剪切和激活，诱导内源性细胞凋亡发生。此外，通过芯片技术，鉴定出与Rv3369表达关联的630个巨噬细胞差异表达基因，其中429个基因表达下调，201个基因表达上调。与免疫相关的基因如IL-32，CD2，EBI3，EVA1A，IL-33等。利用pull-down技术成功鉴定出1个与Rv3369相互作用的宿主蛋白c-Cbl。. 总之，本研究厘清了Rv3369引起巨噬细胞凋亡及诱导促炎性因子IL-1β的表达之间的关系，加深了对结核菌-宿主互作的理解，为揭示结核菌致病性提供分子依据。