结核分枝杆菌感染巨噬细胞后自噬相关LncRNA分子的筛选及其调控机制研究

As target cell of mycobacterium tuberculosis(Mtb), apoptosis, necrosis and autophagy of macrophages after infection with Mtb play an important role in the development and prognosis of the disease． Therefore, to clarify the regulatory mechanism of the process has important scientific significance. We previously probed molecular mechanisms of necrosis and apoptosis in macrophage infection with BCG and put forward new questions:which LncRNA is involved in autophagy? Furthermore, what's the regulatory role of LncRNAs in the autophagy and the molecular mechanisms underlying this?.Based on the research background, the present study aims to identify LncRNAs related to autophagy of macrophage infection with Mtb through RNA-seq technology and clarify the role of LncRNA in the regulation of macrophage autophagy and its molecular mechanism. Elucidating whether it mediates cell autophagy through the mTOR-dependent pathway or the mTOR-independent pathway. The research results will provide further insight into the pathogenesis of tuberculosis (TB) and theory basis for development of targeted drugs.

巨噬细胞作为结核分枝杆菌的靶细胞，它在感染结核分枝杆菌后发生的凋亡、坏死与自噬对结核病的发生、发展及预后具有重要影响。因此，阐明这些生物学过程的调控机制具有十分重要的科学意义。在前期深入开展凋亡、坏死研究的基础上，我们提出了新的科学问题：哪些LncRNA分子参与了对结核分枝杆菌感染巨噬细胞后自噬的调控？这种调控作用通过怎样的途径和机制实现？. 基于对以上科学问题的思考，本项目拟采用全基因组转录谱测序技术，筛选结核分枝杆菌感染巨噬细胞后与宿主细胞自噬信号通路相关的LncRNA以及相应的靶基因，探讨LncRNA分子调控巨噬细胞发生自噬的调控作用及其分子机制，阐明其是否通过mTOR依赖性途径或者mTOR非依赖性途径调解细胞自噬，为阐明特定LncRNA分子在结核分枝杆菌与巨噬细胞相互作用中的调控作用及其机制奠定基础。

结核病（Tuberculosis, TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）感染引起的呼吸道传染病。一方面，巨噬细胞作为Mtb的宿主细胞，可以通过自噬途径清除Mtb。另一方面，Mtb也会通过多种策略来逃避巨噬细胞的杀伤实现扩散和繁殖。二者的相互作用机制极其复杂，且受多种因子的调控，至今尚未完全明晰。本项目开展了LncRNA-Cox2、血红素加氧酶（HO-1）、circ-IRAK3-B和谷氨酰胺酶（GLS）在结核分枝杆菌感染巨噬细胞过程中的作用及机制研究，取得了如下研究结果：.（1）敲减LncRNA-Cox2后可显著升高细胞中自噬相关因子的表达，促进自噬体和自噬溶酶体的形成；同时抑制了p-PI3K、p-AKT、p-mTOR和p-ULK1蛋白的表达（p＜0.001）。表明下调LncRNA-Cox2可通过降低p-PI3K和p-mTOR蛋白表达来促进BCG诱导的巨噬细胞自噬的发生。.（2）敲减HO-1后，BCG感染的巨噬细胞中胞内Ncoa4和FTH蛋白表达升高、ROS显著增加、铁蛋白发生降解和释放大量游离Fe2+，表明下调HO-1可促进BCG诱导的铁死亡的发生。.（3）敲低Circ-IRAK3-B上调IRAK3表达，但IRAK3的过表达和敲低不能调控Circ-IRAK3-B的生成。此外，敲低Circ-IRAK3-B活化细胞中经典途径NF-κB信号通路，抑制非经典途径NF-κB信号通路，导致BCG感染巨噬细胞中炎性小体形成和促炎细胞因子的表达上调，促进BCG感染巨噬细胞向M1型极化，抑制其向M2型极化。.（4）敲减GLS后降低了细胞中自噬体和自噬溶酶体的表达，抑制自噬相关因子的表达，显著上调p-PI3K、p-AKT、p-mTOR蛋白的表达。表明下调GLS可通过PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制BCG诱导的RAW264.7细胞自噬的发生。