nlrc3l基因在宿主抗分枝杆菌感染中的作用及其机制研究

Pathogen induced host cell pyroptosis is considered to be one of the most efficient immune response against infection. Some intracellular bacteria, like Legionella pneumophila, have been demonstrated can induce macrophage pyroptosis, which protect host against infection. Previously, we found that the defect of zebrafish nlrc3l（NLR Family CARD Domain Containing 3 like）gene can cause microglia pyroptosis during normal development and can restrict Mycobacterium marinum （M.m） proliferation during infection. Here, we make a hypothesis that the defect of zebrafish nlrc3l will drive macrophage pyroptosis, and further protect host against M.m infection. Intravital microscopy and CRISPR-CAS9 knock out system will be utilized to study the role of nlrc3l on macrophage behavior upon infection, and host defense against M.m, and their underling molecular mechanism. This study will elaborate how nlrc3l control macrophage homeostasis and host defense process during M.m infection, and it will shed a light on the role of NLRC3 on tuberculosis progression in human patient.

外来病原体感染诱导的宿主细胞焦亡被认为是宿主对抗感染的一种有效免疫应答反应。嗜肺性退伍军人杆菌（Legionella pneumophila）等胞内菌被证明可以诱导巨噬细胞焦亡从而起到控制感染的作用。我们的前期工作发现nlrc3l（NLR Family CARD Domain Containing 3 like）基因的缺失会导致斑马鱼脑部巨噬细胞焦亡，同时用海分枝杆菌感染该基因缺失的斑马鱼，发现细菌体内的增殖被抑制。因此，本研究提出斑马鱼nlrc3l基因的缺失通过促进巨噬细胞的焦亡而抑制了海分枝杆菌在体内的增殖的科学假设。拟利用活体实时成像，基因敲除等技术开展对nlrc3l在调控巨噬细胞感染后的行为，控制海分枝杆菌体内增殖及其分子机制的研究。本项目将揭示斑马鱼nlrc3l如何控制巨噬细胞稳态及其抗分枝杆菌感染的分子机制，对更深入研究NLRC3在人体抗结核感染中的作用有巨大借鉴意义。

NLRs被报道参与免疫稳态维持及炎症相关疾病。在本项目中，我们发现并系统检测了一个能够导致脑部巨噬细胞（小胶质细胞）缺陷的温度依赖型突变体 nlrc3-like -/-。通过改变温度的实验揭示了nlrc3-like缺失所导致的大量小胶质发育后期细胞死亡的原因至少有部分是由于经典炎症小体通路的异常激活相关。我们进一步发现在nlrc3-like缺失的突变体中分枝杆菌感染导致的菌载量在感染早期明显下降，但是在感染晚期却伴随着更为严重的组织损伤。通过组织特异性过表达nlrc3-like，遗传学上敲除Asc通路及流式分选的手段，nlrc3-like早期帮助宿主杀菌的反应主要是由巨噬细胞中炎症小体通路激活导致。晚期过渡的中性粒细胞浸润被证实与组织损伤相关，并且该表型可以通过使用地塞米松治疗来回复。我们的研究证明炎症小体通路的正确调控对于维持小胶质细胞的稳态至关重要。同时我们的结果也揭示了nlrc3-like在维持均衡的宿主抗分枝杆菌感染先天性免疫反应至关重要，也为解释临床上针对伴随着高度炎性反应的结核病患者使用抗炎激素治疗的方案提供了理论依据。