Wnt/β-catenin信号对巨噬细胞抗结核分枝杆菌感染过程中细胞凋亡与坏死的调控机制研究

Macrophage is host cell as well as target cell of Mycobacterium tuberculosis (Mtb). The apoptosis and necrosis of macrophage post infection with Mtb has an important impact on the pathogenesis and outcome of tuberculosis. However, due to the complex signaling pathways involved in this biological process , the mechanism has not been well elucidated. Emerging evidence shows that Wnt/β-catenin signal involved in pathogenesis of diverse diseases through regulating apoptosis of target cell. Whether Wnt/β-catenin signal is involved in regulating the apoptosis and necrosis of macrophage infected with Mtb remains unknown. In the present study, firstely, we explored the regulation of Wnt/β-catenin signaling pathway on the apoptosis and necrosis of macrophage treated with Wnt3a conditioned medium (CM) and DKK1 with infection of Mtb. Then, caspase inhibitor was employed to examine whether the caspase-dependent mechanism was involved in the Wnt3a promoted cell apoptosis. And RNAi vector was employed to examine the necrosis pathway regulated by Wnt3a. and Our datas will reveal the mechanism of Wnt/β-catenin signal on the fate of the macrophages , Our work will provide a new insight into the theory basis for development of targeted drugs of tuberculosis .

巨噬细胞作为结核分枝杆菌的宿主细胞和靶细胞，它与结核分枝杆菌相互作用后发生的凋亡与坏死对结核病的发生、发展及预后具有重要影响。但是，由于其相互作用过程涉及的信号通路十分复杂，其调控机制尚未阐明。近年研究表明，Wnt/β-catenin信号通过调控宿主细胞的凋亡参与多种疾病的发生发展过程。但其对结核结核分枝杆菌感染后巨噬细胞的凋亡与坏死调控尚未见相关报道。 基于以上研究背景，本研究首先采用Wnt3a条件培养基和DKK1处理结核分枝杆菌感染后的小鼠巨噬细胞，探讨Wnt/β-catenin信号通路对巨噬细胞凋亡与坏死的调控作用；进而用caspase抑制剂和RNAi技术分别抑制和沉默凋亡与坏死通路相关基因，阐明Wnt/β-catenin参与调控凋亡和坏死的途径，研究将揭示Wnt/β-catenin信号对巨噬细胞命运的调控机制，并为结核病的预防及靶向药物研制提供理论依据。

结核病是结核分枝杆菌引发的一种严重危害人类健康的传染病。巨噬细胞作为结核分枝杆菌的宿主细胞和靶细胞，可直接杀伤或分泌多种细胞因子对结核分枝杆菌实施抗原呈递和免疫杀伤作用；相反结核分枝杆菌则通过阻止吞噬体与溶酶体融合逃避巨噬细胞的免疫监视和攻击。二者博弈的过程中会导致巨噬细胞凋亡和坏死，凋亡与坏死对巨噬细胞而言都是生命的终结，但对于结核病的发生发展进程其作用却完全不同。细胞凋亡是一种自发的受基因调控的程序化死亡过程，细胞会形成凋亡小体，并被巨噬细胞吞噬。而细胞坏死时细胞膜破裂，结核分枝杆菌会逸散出来导致其他细胞感染，最终可能引发机体结核病的爆发。细胞凋亡与坏死过程十分复杂，并受到多种因素调控。最新研究表明，Wnt/β-catenin信号对多种感染性疾病的发生发展具有重要的调控作用，但其对结核分枝杆菌与巨噬细胞相互作用过程中导致的巨噬细胞凋亡与坏死的调控机制尚未完全阐明。本项目通过深入研究结核分枝杆菌感染对RAW264.7细胞的凋亡与坏死的影响，并探讨Wnt/β-catenin信号对结核分枝杆菌感染后细胞凋亡与坏死的调控作用机制，研究表明：. ① 结核分枝杆菌感染可诱导巨噬细胞凋亡和坏死，并且呈感染时间和感染复数依赖.性。结核分枝杆菌感染上调了RIP1和RIP3表达并激活caspase8活性从而诱发细胞凋亡；同时还促进活性氧积累、上调坏死相关蛋白表达最终导致细胞坏死。. ② Wnt/β-catenin信号可增加细胞线粒体膜通透性，促进活性氧积累，改变细胞微观结构，上调凋亡相关蛋白表达，从而加剧结核分枝杆菌感染后巨噬细胞的凋亡，并且该调控过程依赖于caspase途径。. ③ Wnt/β-catenin信号通过抑制结核分枝杆菌感染后巨噬细胞坏死率，下调坏死相关蛋白表达从而发挥抑制细胞坏死的作用。而结核分枝杆菌感染后上调的RIP3和RIP1没有与MLKL形成坏死小体，因此不参与巨噬细胞坏死调控过程。