巨噬细胞分泌的exosomes抗结核杆菌感染中的作用及分子机制

结核病在全球沉寂一段时间后死灰复燃、再次爆发。而巨噬细胞是杀伤入侵结核杆菌的主要效应细胞之一，是阻挡入侵机体的结核杆菌在体内播散的第一道屏障。由抗原呈递细胞、多种肿瘤细胞分泌的exosomes在肿瘤免疫防御中发挥作用。作者前期研究表明巨噬细胞亦分泌exosomes并推理其在巨噬细胞抗感染免疫防御方面起极其重要作用。本课题拟利用蛋白质二维电泳分离-基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱分析巨噬细胞分泌的exosomes 组份；建立exosomes致敏巨噬细胞系、exosomes免疫小鼠动物模型、结核杆菌感染小鼠动物模型，利用此模型分析巨噬细胞效应分子IFN-γ、TNF-α、IL-1、IL-12、IL-10、TGF-β及MHC-Ⅱ类分子、CD80、CD86表达、巨噬细胞诱导型一氧化氮合酶、p47phox蛋白表达与分布以及对结核杆菌杀伤力，探讨exosomes免疫防御与治疗结核杆菌感染的效果及机制。

巨噬细胞是杀伤入侵结核杆菌(Mycobacterium Tuberculosis)的主要效应细胞之一，是阻挡入侵机体的结核杆菌在体内播散的第一道屏障；由抗原呈递细胞、多种肿瘤细胞分泌的exosomes在肿瘤免疫防御中发挥作用。巨噬细胞亦分泌exosomes，那么其在巨噬细胞抗结核杆菌感染及免疫防御方面的作用及分子机制是本课题探讨的科学问题。本课题利用蛋白质二维电泳分离-基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱分析(2-DE MALDI TOF/TOF MS)巨噬细胞受鸟结核分枝杆菌（Mycobacterium avium,M.avium）感染前后分泌exosomes的蛋白质差异组份；建立M.avium或exosomes致敏巨噬细胞系、exosomes免疫小鼠动物模型、结核杆菌感染小鼠动物模型，利用此些模型分析巨噬细胞效应分子IFN-γ、TNF-α、CD80、CD86表达，探讨exosomes免疫防御与治疗结核杆菌感染的效果及机制。巨噬细胞吞噬M.avium的量随着时间延长而不断增加；Real-time PCR与流式细胞术结果表明巨噬细胞在受(+)exosomes刺激、M.avium感染后CD80、CD86基因与蛋白表达上调；同时ELISA检测结果表明IFN-γ、TNF-α在巨噬细胞后培养上清中含量增加。exosomes经2-DE MALDI TOF/TOF MS分析获得12个差异蛋白，且质谱成功鉴定5个。筛选出差异蛋白的功能与细胞骨架结构、物质合成与加工，炎症反应密切相关。其中包括一种肌动蛋白结合蛋白——丝切蛋白（Cofilin-1）上调，并且在随后的Western blot检测中发现其在受M.avium刺激的巨噬细胞中同样存在上调。丝切蛋白是一种与维持细胞骨架的动态平衡密切相关的蛋白，其活性形式对肌动蛋白的解聚作用不利于巨噬细胞的迁移与吞噬作用。根据其表达上调可初步推测，感染后的巨噬细胞细胞骨架状态的变化是一个影响巨噬细胞抗鸟分枝杆菌感染的一个重要因素。目前我们正在进行巨噬细胞中Cofilin-1过表达及Cofilin-1 knock-out之后巨噬细胞抗M.avium的功能与机制研究。目前已经整理发表研究论文9篇，其中SCI收录论文2篇，CSCD收录论文7篇；发表会议摘要5篇；培养硕士研究生5名，其中已毕业2名。