结核分枝杆菌潜伏抗原Rv2029c介导保护性免疫应答的分子机制

Mycobacterium tuberculosis (MTB) latent related antigen is critical for the pathogen to modulate host immune response and to adapt to immune microenvironment. However, their biological functions and the underlying molecular basis involved in the pathogen-host interaction remain largely unknown. In this work, we focused on the link between MTB latent antigen Rv2029c and the host response. Primarily, we wanted to find out how Rv2029c interacted with macrophages and to discovery some novel receptors signaling associate with the host immune response and defense by iTRAQ proteomics. Then, we determined whether and how PPE26 modulated the functions of macrophages (such as cytokine production, apoptosis, antigen processing and presentation). Next, we evaluated the immunogenicity of Rv2029c by determining whether it could promote the Th1-type T cell immune response and the proliferation of effertors/memory T cells. Finally, we constructed a novel multistage DNA vaccine (Ag85B-Rv3425-PPE26-Rv2029c) and evaluated the protective efficiency through a latent infection model in zebrafish. Therefore, we can clarify how Rv2029c modulate the host innate immunity and adaptive immunity, which may be useful for understanding the host-pathogen interaction and the development of novel therapeutic vaccines against MTB latent infection.

结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)潜伏相关抗原对于病原菌调控宿主免疫应答和适应免疫微环境至关重要。然而，MTB潜伏相关抗原在病原菌-宿主相互作用中的功能和分子机制尚未明了。在本研究中，我们拟采用iTRAQ蛋白质组学以发现潜伏抗原Rv2029c调控巨噬细胞功能的新型受体信号通路和蛋白互作网络；其次明确其对巨噬细胞炎症因子分泌,凋亡和抗原递呈过程的调控作用；接着检测Rv2029c是否增强Th1 型T细胞免疫反应和促进效应/记忆表型T细胞增殖以评价其免疫原性；最后构建多价、多阶段DNA疫苗Ag85B-Rv3425-PPE26-Rv2029c，运用斑马鱼潜伏感染模型评价其抗海分枝杆菌潜伏感染的保护效率，从而阐明Rv2029c在结核分枝杆菌调控宿主天然免疫和获得性免疫中的功能及机制，为研制新型针对结核病潜伏感染的治疗性疫苗提供理论依据。

结核杆菌长期处于潜伏感染状态已成为消灭结核病的一个重大阻碍，成人结核病中内源性复发占很高比例，控制结核潜伏感染对结核病防治具有重要意义。目前，世界唯一临床批准用预防结核疫苗-卡介苗不能针对休眠期细菌产生免疫反应而预防LTBI复发，而已进入临床试验的疫苗也没有能将结核分枝杆菌完全清除的。因此，研究结核菌潜伏相关抗原是如何参与病原菌调控宿主免疫应答和研究针对潜伏感染人群的结核杆菌疫苗至关重要。. 本研究采用 iTRAQ 蛋白质组学以发现与潜伏抗原 Rv2029c 调控巨噬细胞功能相关的新型受体信号通路和蛋白互作网络；明确潜伏抗原调控巨噬细胞炎症因子分泌，活化，凋亡和抗原递呈的分子机制；发现了Rv2029c能显著增强宿主Th1型T细胞免疫反应，促进分子表型为CD4+/CD8+ CD44highCD62Llow效应/记忆T淋巴细胞增殖，明确了结核分枝杆菌潜伏抗原调控宿主获得性免疫反应的细胞基础。这表明 Rv2029c是一种优秀的候选抗原，可提高 DNA 疫苗的免疫原性和保护效果。. 本研究成功构建了一株针对结核潜伏期的DNA疫苗Ag85B-PPE57-PPE26-Rv2029c，通过小鼠体内的免疫原性评价,该疫苗能引起强烈的Th1型免疫反应，CD4+T细胞增殖，参与CTL反应的 CD8+T 细胞比值增加，具有良好的免疫效果。通过构建斑马鱼-海分枝杆菌潜伏感染模型，开展了治疗效果评价。Ag85B-PPE57-PPE26-Rv2029c有望成为一株针对结核分枝杆菌潜伏感染的新型候选疫苗。. 本研究中，PPE60是巨噬细胞TLR2的配体，可激活树突状细胞活性并提高其抗原递呈能力，可促进有利于抗结核感染TH17型免疫反应，因此PPE60是优良抗原，可提高疫苗的免疫原性和保护效果。. 本研究中，结核分枝杆菌脂蛋白Rv-1016c延长了宿主巨噬细胞内重组耻垢分枝杆菌的存活，加速了宿主细胞的凋亡。Rv-1016c抑制依赖于TLR-2的巨噬细胞中IFN-γ诱导的抗原呈递和MHC-II表达。Rv1016c可能通过一种机制涉及分枝杆菌毒力，该机制诱导细胞凋亡并减少抗原呈递给CD4+ T细胞，从而导致结核分枝杆菌的免疫逃避。.该研究共发表SCI论文4篇，培养研究生2名。