炎症小体识别耐药新生隐球菌生物膜的机理与功能研究

Cryptococcus neoformans, an important pathogenic fungus, mainly infringes central nervous system via lung infection. This pathogen mainly infects immunocompromised persons such as AIDS patients and causes high mortality. C.neoformans tend to form biofilm which renders it very resistant to drug treatment. As an important arm of innate immunity, the NLRP3 inflammasome plays a critical role in immune response against fungal infections such as Candida Albicans.Interestingly, our recent study proved that biofilm form but not yeast form of a C. neoformans clinical strain activates NLRP3 inflammasome in human monocytic THP-1 cells and in mouse BMDC. NLRP3 inflammasome is also required for the survival of mice infected with C. neoformans. As secretion of IL-1β and IL-18 induced by inflammsome activation influences T helper cell differentiation to Th1/17, which is important in clearing the invading C. neoformans, this project is designed to investigate the detailed mechanism of NLRP3 inflammasome activation by drug-resistant C. neoformans biofilm and the following influence on Th1/2/17 differentiation,as well as the function of these T cells in opposing C. neoformans infection. Findings from this study should reveal the mechanism of immune reaction to C.neoformans, may provide new approaches to cope with drug-resistant biofilm of C. neoformans from the host side and contribute to improving cryptococcosis treatment.

新生隐球菌是一种重要的致病真菌，主要经肺部感染侵犯中枢神经系统，在AIDS等免疫缺陷人群中致死率很高。该菌很容易形成生物膜，导致其耐药性大大增强。NLRP3炎症小体作为宿主天然免疫系统的重要组分，在抗白念珠菌等病原真菌感染中具有重要作用。很有意思的是，我们最近的研究证实，辅助耐药的新生隐球菌生物膜能够激活NLRP3炎症小体，而且炎症小体对小鼠感染该菌后的存活率有重要影响。另外，炎症小体下游的IL-1β和IL-18对Th1/17的分化有重要影响，而Th1/17在抗隐球菌感染过程中起保护作用。本项目将在细胞水平和本室特有的基因突变小鼠系统上深入研究耐药新生隐球菌生物膜对炎症小体的激活机理和菌学基础，并探讨炎症小体激活对Th1/2/17细胞分化的影响及后者在抗隐球菌感染中的作用。本项目将深入揭示宿主抗新生隐球菌感染的免疫机制，从宿主角度探讨耐药隐球菌生物膜的应对策略，为隐球菌病的治疗提供新思路。

新生隐球菌是一种重要的致病真菌，主要经肺部感染侵犯中枢神经系统，在免疫缺陷人群中致死率很高。NLRP3炎症小体作为宿主天然免疫系统的重要组分，在抗白念珠菌等病原真菌感染中具有重要作用。而且我们实验室的早期工作证实，辅助耐药的新生隐球菌生物膜能够激活NLRP3炎症小体，并且炎症小体对小鼠感染该菌后的存活率有重要影响。本项目深入解析了隐球菌激活NLRP3炎症小体的机制，发现新生隐球菌荚膜突变株在不诱导生物膜的情况下也可以激活NLRP3炎症小体。新生隐球菌H99野生荚膜株在没有调理作用下不能被免疫细胞识别，但其突变株cap59△可以被免疫细胞所识别并激活NLRP3炎症小体。另外，我们进一步的探索发现新生隐球菌H99野生荚膜株被补体或抗体等调理素调理后能够被宿主免疫细胞吞噬，并激活经典的NLRP3-ASC-caspase-1炎症小体。但在caspase-1缺失的条件下，新生隐球菌激活非典型的NLRP3-ASC-caspase-8炎症小体，介导IL-1 的成熟。新生隐球菌H99野生荚膜株激活经典和非经典的炎症小体都依赖于吞噬溶酶体膜的渗漏和钾离子外流途径。此外，调理后的新生隐球菌能诱导NLRP3炎症小体依赖的宿主细胞死亡。我们进一步的研究发现隐球菌磷脂酶B1作为毒力蛋白参与了对宿主细胞炎症小体的激活，缺失该毒力因子的突变株诱导IL-1 分泌的能力显著降低。从宿主的角度，我们进一步发现对NLRP3炎症小体激活至关重要的TRAF6蛋白也对隐球菌的识别和控制发挥着关键作用。这些研究成果为新生隐球菌感染的控制和治疗提供了新的理论基础、潜在靶标与策略。