补体C5a受体在急性肾盂肾炎发生过程中的作用及其机制研究

大肠杆菌引起的泌尿道感染在临床上十分常见,尽管抗生素对治疗有效,但感染反复发作以及顽固性感染依然是临床治疗中面临的挑战。补体系统是机体固有免疫重要组成部分,在抗感染中起重要作用,但绝大多数尿路致病菌对补体杀伤作用耐受。申请者前期工作提示,补体活化促进大肠杆菌进入肾脏上皮细胞内,这一过程可能帮助细菌躲避宿主免疫防御机制及抗生素杀伤,为细菌再次感染提供潜伏地。补体活化产生的小片段C5a是重要的促炎症介质,C5a通过与其受体作用,在多种炎症及感染性疾病中起着重要病理作用。本课题将首次研究C5a-C5a受体作用在肾盂肾炎发生过程中的病理作用及可能机制。我们将验证以下设想:"肾脏感染时补体活化产生过量C5a可能与肾脏实质细胞以及浸润粒细胞上C5a受体作用,导致组织损伤加重、上皮细胞内细菌负荷增加、粒细胞对细菌清除作用削弱,从而加重感染"。本课题的顺利开展将有助于我们进一步认识肾盂肾炎的发病机制。

急性肾盂肾炎主要由尿路致病性大肠杆菌上行感染引起，严重病例可导致肾脏纤维化及慢性肾衰竭，引起败血症以及因全身感染而发的多器官功能衰竭。尽管抗生素对治疗有效，但感染的反复发作以及顽固性感染是临床上亟待解决的问题。急性肾脏感染病程短，相对于获得性免疫来说，固有免疫系统在抗感染过程中发挥尤为重要作用。补体活化产生的小片段C5a是重要的促炎症介质,通过与其受体(C5aR1)作用，介导一系列促炎症反应作用，如增加血管通透性、促进白细胞募集、增加促炎性介质释放等，在宿主早期免疫防御过程中发挥重要作用。但C5aR1信号在急性肾脏感染过程中的作用之前并无研究。.本课题首次研究C5a-C5aR1信号在肾盂肾炎发生过程中的病理作用及其可能机制。采用小鼠上行性感染实验模型以及细胞实验，我们发现C5aR1信号缺失（C5aR1敲除或特异性受体阻断）能够有效降低小鼠肾脏组织中的细菌数量以及组织损失程度。机制研究进一步发现C5a-C5aR1信号加重肾脏感染的主要作用如下：1）促进肾脏小管上皮细胞管腔侧表达糖基化甘露糖结构（大肠杆菌I型菌毛凝集素位点的粘附配体），有利于大肠杆菌粘附、定殖；2）促进过度组织炎症反应，加重肾脏组织损伤。为进一步明确不同来源细胞上的C5aR1信号在肾脏感染中的分别作用，我们采用骨髓移植构建C5aR1嵌合小鼠，实验发现肾脏实质细胞或髓源性细胞上的C5aR1缺失均能有效降低肾脏感染程度，但C5aR1在实质细胞上缺失所起的保护作用更加明显，提示肾脏实质细胞或髓源性细胞上的C5aR1均在肾脏感染中发挥致病作用，但实质细胞上的C5aR1作用尤为重要。此外，我们发现在肾脏感染过程中使用C5aR1拮抗剂或者环磷酸腺苷激活剂（cAMP)能够有效控制过度组织炎症反应，明显减轻组织损伤。.我们的研究提示C5aR1介导大肠杆菌在肾脏上皮的粘附、定殖以及C5aR1信号引起肾脏组织的过度炎症反应是急性肾盂肾炎的重要发病机制。此外，针对C5aR1的免疫治疗方法有可能成为治疗肾脏感染的新策略。