Wnt/β-catenin信号对巨噬细胞抗结核分枝杆菌感染的免疫调控机制研究

【摘要】结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis,Mtb)感染导致的一种严重危害人类及动物健康的重大传染病,给人类公共卫生安全造成严重威胁。肺泡巨噬细胞作为结核分枝杆菌感染的靶细胞在抗结核感染过程中具有重要作用。宿主-病原相互作用所致的炎性反应、巨噬细胞凋亡与坏死对结核病的发生发展及转归具有决定性作用。但该过程十分复杂,并受到多种信号调控。最新研究表明,Wnt/β-catenin信号对多种感染性疾病的发生发展具有重要的调控作用,但其对结核分枝杆菌与巨噬细胞相互作用过程中导致的巨噬细胞炎性反应、凋亡与坏死的调控机制尚未完全阐明。因此,探讨Wnt/β-catenin信号对肺泡巨噬细胞抗结核分枝杆菌的免疫调节作用具有重要的科学理论意义。本研究以小鼠肺泡巨噬细胞系RAW264.7为靶细胞,用结核分枝杆菌疫苗株BCG感染并用Wnt3a条件培养基和DKKl分别激活和阻断RAW264.7细胞的Wnt/β-catenin信号,并用双荧光素酶报告系统检验WWnt/β-catenin信号通路的激活与阻断效果,同时通过流式细胞术、激光共聚焦技术、电镜、ELISA、实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹等手段分析Wnt/β-catenin信号对BCG感染后诱发巨噬细胞炎性反应、凋亡及坏死的调控作用,以期阐明Wnt/p-catenin信号对巨噬细胞抗牛结核分枝杆菌感染的免疫调控机制。通过研究主要取得了以下研究结果：1.Wnt/β-catenin信号通过下调TLR-NFκB信号通路中关键基因TLR2、myD88、TRAF6及NFκB的表达水平,抑制巨噬细胞过度分泌炎性因子TNF-a和IL-6,并上调抑炎因子IL-10的表达水平,从而发挥其对炎性反应的负调控作用。2.Wnt/β-catenin信号能有效提高BCG感染后巨噬细胞的凋亡率,进一步通过Westernblot及Z-VAD抑制caspase酶活性试验发现,WWnt/β-catenin信号通过上调BCG感染后巨噬细胞的促凋亡蛋白Bax的表达水平、下调抗凋亡蛋白Bcl-xl和Mc1-1的表达水平,并启动主要依赖于caspase途径的凋亡程序,导致细胞线粒体膜电位下降和caspase-3的活化,从而诱导巨噬细胞凋亡。BCG能诱导RAW264.7细胞凋亡,但是其诱导凋亡的途经除caspase依赖性途径外,可能还有其他途径参与。同时,Wnt/β-catenin信号还降低了BCG感染后巨噬细胞细胞周期中S期和G2期的细胞数量,表明通过阻滞细胞周期顺利进入这两个时期可能是其诱导细胞凋亡的原因之一。3.BCG感染可导致巨噬细胞坏死,并且其坏死率呈剂量和时间的依赖性。Wnt/β-catenin信号通过有效增加GSH含量并能降低BCG感染后巨噬细胞的ROS水平,同时下调了坏死相关蛋白PARP-1和AIF的蛋白表达量,从而阻止巨噬细胞的坏死。综合以上研究结果,我们推测Wnt/β-catenin信号调控巨噬细胞抗牛结核分枝杆菌感染的分子机制是：牛结核分枝杆菌感染巨噬细胞激活TLR信号通路及其下游TRAF6/NFκB的级联反应,从而促进TNF-α等炎性因子基因转录并发生炎性反应,同时产生大量ROS导致细胞坏死；而Wnt3a与其受体Frizzled/LRP形成三元复合物,激活Wnt/β-catenin信号通路,该信号通过抑制TLR信号传递来减少炎性因子分泌,并启动了主要依赖于caspase的细胞凋亡途径,同时通过清除BCG感染后巨噬细胞的ROS和下调坏死相关蛋白PARP-1的表达水平来抑制巨噬细胞坏死。
【作者】吴晓玲；
【导师】王玉炯；
【作者基本信息】宁夏大学，草业科学，2014，博士
【关键词】Wnt/β-catenin信号；结核分枝杆菌；巨噬细胞；坏死；凋亡；

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