宿主Th17细胞在微小隐孢子虫抗感染和清除中的作用及其机制

隐孢子虫病严重威胁人和动物健康，但目前尚无有效的药物和疫苗。从阐明宿主免疫防御机制，尤其是CD4+ T细胞关键细胞亚群在隐孢子虫抗感染和清除中的作用研究入手，可能是防治该病的新途径。鉴于宿主Th1和Th2细胞亚群并非抗感染和清除隐孢子虫的关键细胞亚群，本研究拟以微小隐孢子虫（C. parvum）为研究对象，以BALB/c、C57BL/6及IL-17基因敲除鼠为模型，首先探讨C. parvum感染后小鼠外周血、脾脏和肠相关淋巴组织中Th17细胞亚群的分化、效应及其机制，然后研究Th17细胞主效应细胞因子IL-17抗体处理小鼠或IL-17基因敲除鼠对C. parvum的易感性及致病性、肠黏膜中性粒细胞的募集和宿主在受感染后的Th细胞亚群、细胞因子及转录因子的变化，阐明Th17细胞亚群在C. parvum感染及清除中的作用及其机制，为人和动物隐孢子虫病的免疫防控提供新的理论依据。

人兽共患隐孢子虫严重威胁人和动物健康。鉴于其感染与宿主免疫状态有关，弄清宿主抗隐孢子虫感染的关键细胞亚群及作用机制，无疑是寻找关键靶标、研发疫苗及特异性药物的关键所在，也是有效防控隐孢子虫病的根本途径。本项目利用BALB/c、C57BL/6及IL-17-/-鼠模型，探讨了Th17亚群抗隐孢子虫感染的作用机制，取得了如下成果：（1）分子流行病学获得微小隐孢子虫、安氏隐孢子虫、瑞氏隐孢子虫、牛隐孢子虫、猪隐孢子虫和Cryptosporidium scrofarum等虫种，鉴定了2个微小隐孢子虫亚型（IIdA19G1和 IIdA15G2R1）、5个安氏隐孢子虫MLST亚型和4个瑞氏隐孢子虫亚型；（2）通过模型筛选，选用3w雌性BALB/c鼠及C57BL/6鼠为动物模型、IIdA15G2R1亚型为研究对象进行后续研究；（3）在微小隐孢子虫感染中，促分化细胞因子IL-6、TGF-β、TNF-α均出现了高表达，且与脾脏相比，肠道表达水平和感染过程一致，说明Th17细胞分化微环境在感染中已具备，且宿主抗隐孢子虫免疫可能主要为小肠局部免疫，后期伴随着宿主全身性免疫；（4）脾脏和小肠相关淋巴组织中Th17细胞分化相关转录因子RORγt和信号转导分子STAT3均出现上调，为Th17细胞分化提供了信号；（5）感染后的脾脏和小肠相关淋巴组织中的Th17细胞数量剧增；（6）小鼠脾脏和小肠相关淋巴组织中IL-17 mRNA和蛋白水平均升高，并出现了动态变化，说明Th17细胞主效应细胞因子IL-17参与了宿主与微小隐孢子虫的相互作用；（7）Th17细胞效应因子和促分化因子IL-21、IL-22以及维持因子IL-23均出现了上调表达，进一步说明Th17效应参与了小鼠抗微小隐孢子虫的免疫效应；（8）感染和清除中SEFIR ACT1、（NF）-κB、MAPKs和C/EBPβ及C/EBPδ均出现了高表达，表明Th17细胞可能同时通过这三条途径发挥抗微小隐孢子虫感染作用；（9）通过中和抗体封闭和基因敲除鼠研究，发现IL-17在鼠抗隐孢子虫感染中发挥关键作用，当IL-17被敲除时，Th1细胞亚群效应会增强。这些研究表明Th17细胞亚群及其主效应细胞因子IL-17介导了宿主抗隐孢子虫的免疫防御。项目研究成果进一步深化了宿主抗微小隐孢子虫感染免疫研究，也为人和动物隐孢子虫病的免疫防控提供了新的理论依据。