结核感染中miR-155通过SOCS家族上调γ-干扰素介导巨噬细胞凋亡机制的研究

Macrophage apoptosis is an important way to clear mycobacterium tuberculosis (MTB) in human. JAK-STAT pathway mediated by IFN-γ plays a key role in macrophage apoptosis,and the suppressor of cytokine signaling (SOCS) family could specifically inhibit the activity of JAK kinase.Our previous research has proved that the SOCS1 and microRNA-155 (miR-155) increased successively in macrophage infected by MTB. Meanwhile,the bioinformatics predicted that the SOCS1 and SOCS6 gene existed miR-155 binding sites. Therefore, we hypothesized that miR-155 may enlarge the IFN-γ-mediated macrophage apoptosis process by down-regulating SOCS family. In this proposal, we intend to analyze the dynamic changes and time-specificity of miR-155, SOCS1, and SOCS6 in different stages of macrophage which is infected by MTB. At the same time, the target sites of miR-155 which can regulate SOCS1 and SOCS6 in macrophage will be investigated. Further, we will explore the mechanism if miR-155 up-regulates IFN-γ-mediated macrophage apoptosis process by SOCS1, SOCS6, and JAK-STAT pathways. In this sthdy, we understand the mechanism of miR-155 in macrophage apoptosis after infected by MTB at cell and animal level. The results will provide a theoretical basis to find new targets for tuberculosis prevention and treatment.

巨噬细胞凋亡是人体清除结核杆菌的重要途径。γ-干扰素介导的JAK-STAT通路在巨噬细胞凋亡中发挥关键作用，而细胞因子信号转导抑制分子（SOCS）家族可特异性抑制JAK激酶活性。我们前期研究发现，结核感染后巨噬细胞内SOCS1与miR-155表达依次升高，且生物信息学预测SOCS1和SOCS6 存在miR-155结合位点。故我们推测miR-155可能通过下调SOCS家族放大γ-干扰素介导的巨噬细胞凋亡过程。本课题拟研究：①结核感染不同阶段miR-155、SOCS1、SOCS6表达的动态变化及时间特异性；②miR-155调控SOCS1及SOCS6的作用靶点；③miR-155是否通过SOCS1、SOCS6及JAK-STAT通路上调γ-干扰素介导巨噬细胞凋亡及其具体机制。本研究将从细胞和动物水平了解miR-155在结核感染后巨噬细胞凋亡中的机制。可为寻找新的结核病防治干预靶点提供理论依据。

巨噬细胞凋亡是⼈体清除结核分枝杆菌的重要途径。γ-⼲扰素介导的JAK-STAT通路在巨噬细胞凋亡中发挥关键作⽤，⽽细胞因⼦信号转导抑制分⼦（SOCS）家族可特异性抑制JAK激酶活性，负向调控γ-⼲扰素介导的JAK-STAT通路。我们前期研究发现，结核感染后巨噬细胞内SOCS1与miR-155表达依次升高，且生物信息学预测SOCS1和SOCS6 的3‘UTR存在miR-155结合位点。故我们推测miR-155可能通过下调SOCS家族蛋白表达进而放⼤γ-⼲扰素介导的巨噬细胞凋亡过程。在本项目资助下，我们开展了如下研究。1、在结核感染不同阶段，miR-155、SOCS1、SOCS6的动态表达变化。研究发现在MTB感染及ESAT6处理24小时内，巨噬细胞中SOCS1，SOCS6表达水平降低，miR-155表达水平逐渐升高。2、通过慢病毒干扰及过表达miR-155，我们发现miR-155可以负向调控巨噬细胞内SOCS1的表达。但SOCS6水平不受影响。3、RNA-seq研究发现结核毒力抗原ESAT6与MTB在调控巨噬细胞吞噬、固有免疫、凋亡以及坏死等生物过程中的作用相似。4、巨噬细胞凋亡水平随ESAT6处理时间的延长而增加。miR155促进巨噬细胞凋亡发生。而SOCS1则抑制ESAT6诱导的巨噬细胞凋亡。miR-155通过下调SOCS1表达来调控ESAT6诱导的巨噬细胞凋亡过程。5、除此之外，我们发现ESAT6-TLR2-NF-κB通路是调控miR-155表达的关键信号。6、通过收集临床活动性感染、潜伏感染结核患者及未感染对照人群的PBMC标本以及血浆标本，研究microRNA、SOCS家族分子、炎性因子、淋巴亚群细胞等在不同结核感染状态下的表现特征以及对结核感染状态的鉴别价值。 综上所述，本研究从分子、细胞和人体水平了解miR-155在结核感染后巨噬细胞凋亡中的机制、核心分子表达及细胞分布特征，为寻找新的结核病防治干预靶点提供了理论依据。