去乙酰化酶Sirt1在结核分枝杆菌感染过程中起调节作用的分子机制

The macrophage cell death, inflammatory response and oxidative sress are essential for tuberculous development or outcome during MTB infection. Sirt1, a member of deacetylase family, has regulating effect on the cell autophage, apoptosis, inflamation response and anti-aging. However，potential functional role of Sirt1 in the process of MTB infection remain unknown. Our previous work demonstrated that the expression of Sirt1 is decreased in PBMC of TB patients compared with that of health. We also observed that cell apoptosis and IL-6 production are decreased in Sirt1+/- macrophage compared with WT.In MTB infected animal model, severity of the tuberculosis is higher in Sirt1+/- mouse compared with that in WT. Therefore, using Co-IP, GST pull-down, signal-pathway inhibitor, RNAi and SNP assay, we will explore the functional role of Sirt1 in the process of MTB infection of host macrophage and pathogenesis of tuberculosis by combining utilization of macrophage and mouse infection model as well as clinical samples analysis, and clarify the underlying modulation mechanism.This research will finally provide novel molecular target and invention for the prevention and treatment of tuberculosis.

结核菌感染致病过程中其宿主巨噬细胞的死亡状态、炎症反应和氧化应激对结核病的发展或转归起着至关重要的作用。Sirt1是去乙酰化酶家族中一成员，具有调节细胞自噬、凋亡、炎症反应及抗衰老作用，但Sirt1在结核菌感染过程中的作用还未见报道。我们研究发现：（1）初发结核患者外周血单核细胞Sirt1表达减少；（2）细胞感染模型实验显示Sirt1部分敲除鼠巨噬细胞的凋亡及细胞因子IL-6的分泌减少；（3）动物感染模型试验显示Sirt1部分敲除鼠感染的发病程度显著增高。以上结果提示Sirt1可能参与调节结核菌的感染过程，故本项目拟通过免疫共沉淀、GST pull-down、RNAi、信号通路特异性抑制剂和SNP分析等技术，从分子、细胞、动物感染模型及临床样本分析四个层面，深入研究Sirt1在结核菌感染中的作用及其具体的分子机制，为结核病治疗新靶点的选择提供理论依据。

结核菌感染致病过程中其宿主巨噬细胞的死亡状态、炎症反应及氧化应激对结核病的发展或转归起着至关重要的作用。Sirt1是去乙酰化酶家族中一成员，具有调节细胞自噬、凋亡、炎症反应及抗衰老作用，但Sirt1在结核菌感染过程中的作用还未见报道。本项目已通过免疫共沉淀、GST pull-down、信号转导特异性抑制剂、基因沉默及基因敲除鼠等技术，从分子、细胞、动物感染模型及临床样本分析四个层面，进一步研究了Sirt1在结核菌与宿主细胞相互作用中的功能及具体的作用机制，我们研究发现：（1）初发结核患者外周血单核细胞中的Sirt1表达减少，结核杆菌影响Sirt1表达变化是通过TLR2来实现的。（2）细胞感染模型显示：结核杆菌刺激的Sirt1+/-巨噬细胞的凋亡有升高；反之结核杆菌刺激的Resveratrol处理的巨噬细胞的凋亡有明显下降。结核杆菌刺激的Sirt1+/-巨噬细胞的PI3K/AKT和GSK3β的磷酸化均有降低；反之结核杆菌刺激的Resveratrol处理的巨噬细胞的PI3K/AKT和GSK3β的磷酸化均有增强。结核杆菌刺激的Sirt1+/-巨噬细胞的MAPK/P65的磷酸化均有增强；反之结核杆菌刺激的Resveratrol处理的巨噬细胞的MAPK/P65的磷酸化均有减弱。比较Sirt1+/-基因敲除小鼠与WT小鼠腹腔巨噬细胞在结核杆菌感染情况下促凋亡因子的变化水平 ：Bax表达增加；反之结核杆菌刺激的Resveratrol处理的巨噬细胞Bax表达减弱。比较Sirt1+/-基因敲除小鼠与WT小鼠腹腔巨噬细胞在结核杆菌感染情况下炎症因子的变化水平 ：前者IL-6和TNF-α分泌增加；反之结核杆菌刺激的Resveratrol处理的巨噬细胞的IL-6和TNF-α分泌减弱。（3）动物感染模型试验显示Sirt1部分敲除鼠感染的发病程度显著增高，Sirt1部分敲除鼠肺和脾组织的Bax表达增加。Resveratrol处理鼠的肺组织和脾组织的Bax表达下降。（4）分子水平显示Sirt1与 GSK3β直接相互作用，Sirt1对GSK3β有去乙酰化作用，进而增加了GSK3β的磷酸化。Sirt1与 TAK1直接相互作用，Sirt1通过对TAK1的去乙酰化进而抑制TAK1的泛素化和磷酸化。这些结果为结核病治疗新靶点的选择提供理论基础