mTOR信号通路对布鲁氏菌侵染小胶质细胞自噬及极化的调控机制

Brucellosis in some local areas of Ningxia is on the rise recent years. Patients with complicating or primary meningitis cause the attention of clinicians. Thus revealing the mechanism of brain damage, is one of the important problems need to be solved. According to our preliminary data, we speculate that microglia autophagy inhibition and M2 polarization is associated with intracelluar parasitism. At the same time, Insufficient or enhanced autophagy and over activiated M1 polarization cause brain damage. mTOR signaling pathway has important role with autophagy and polarization. By study proposed by brucella infection cell model of microglia and cerebrospinal fluid and peripheral blood samples of brucella patients, we plan to:1) Explore the role of PI3K/AKT/mTOR signaling pathway in autophagy and microglia polarization, using mTOR signaling pathway inhibitors, autophagy inducer and inhibitor, western blotting and mTOR - SiRNA technology. 2) Clearly delineate the mechanism of subtypes activation of microglial cells, predominance inducing autophagy in the central nervous system and the advantages of induction and local enrichment. 3) Clarify the key molecular and damage mechanism of mediating inflammation or killing effect. The new strategies based on cell autophagy and polarization provide laboratory basis for disease control and prevention.

近年来布鲁氏菌病在宁夏一些局部地区呈上升趋势，并发或以脑膜炎为首发的患者不断出现，引起临床医师的关注，因此揭示其脑损害机制，是急需解决的重要问题。综合课题组前期布鲁氏菌的系列研究分析，推测小胶质细胞自噬抑制和M2型极化与布鲁氏菌胞内寄生有关，自噬不足或过度和小胶质细胞M1型过度活化则会造成中枢神经系统损伤，PI3K/AKT/mTOR信号通路在自噬及细胞极化中发挥重要作用。本研究拟通过布鲁氏菌感染小胶质细胞的细胞模型，结合神经型布鲁氏菌病患者脑脊液及外周血液，采用mTOR信号通路抑制剂、自噬诱导剂及抑制剂、蛋白印迹、mTOR-SiRNA等技术，探讨PI3K/AKT/mTOR信号通路在自噬及小胶质细胞极化中的作用及其机制；明确小胶质细胞不同亚型活化及自噬在中枢神经系统的优势诱导和局部富集机制；阐明其介导炎症或杀伤效应的分子与损伤机制；为设计基于细胞自噬及极化亚型的疾病防治新策略提供实验室依据。

布鲁氏菌病是最常见的人畜共患传染病之一。近几年以脑膜炎为首发的患者不断出现。病程长，反复发作，易误诊，难以治愈，严重可致残。因此揭示其脑损害机制，探讨有效防治措施，是急需解决的重要问题。为此针对布鲁氏菌引起脑损害机制开展了一系列的研究。通过本研究，在布鲁菌毒力因子致脑损害机制方面我们证实布鲁菌Omp31能诱导BV-2细胞自噬，并促进TNF-α、IL-6表达，抑制IL-10表达；自噬能负性调控NF-κB(P65)信号通路，进而抑制TNF-α的表达。在布鲁菌菌株致脑损害机制方面我们证实布鲁菌S2 通过激活PI3K/Akt信号通路诱导BV2小胶质细胞自噬促进细菌复制，抑制自噬则减少细菌复制。在布鲁菌对血脑屏障的作用研究中，我们证实布鲁菌S2感染小鼠RAW264.7巨噬细胞后可以促进BV-2细胞向M1型极化；细胞膜上的胆固醇能促进布鲁菌S2株进入脑微血管细胞。最后我们对布鲁菌感染的小胶质细胞进行干预研究，发现双氢青蒿素通过PPM1A-JNK信号轴诱导BV-2细胞凋亡并进一步抑制布鲁菌生长；多西环素通过抑制CALR蛋白表达，诱导感染布鲁杆菌S2的HMC3细胞发生JNK / p53依赖性凋亡。我们的这一系列研究为神经型布病的发病机制及药物治疗提供了实验依据。