《分枝桿菌PPE38蛋白的致病機制研究》是依託復旦大學，由高謙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：分枝桿菌PPE38蛋白的致病機制研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高謙
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
PE/PPE是分枝桿菌屬所特有的基因家族,在結核分枝桿菌基因組中約10% 基因編碼PE/PPE家族蛋白，被認為與細菌抗原變異有關，在細菌免疫逃逸中起重要作用，但至今對其作用的分子機制所知有限。我們前期研究發現，PPE38蛋白在誘導炎性因子的分泌、引起巨噬細胞壞死、維持肉芽腫結構等方面起重要作用。本研究將驗證PPE38蛋白與宿主特異受體結合，影響宿主相關信號通路，導致細胞壞死和細菌在組織間播散的科學假設。鑑定宿主與PPE38蛋白相互作用的受體；研究PPE38引發的下游信號通路，闡明引起炎性因子分泌和細胞壞死的分子機制；利用基因晶片技術篩選與肉芽腫形成及維持相關基因及其調控網路，通過斑馬魚基因敲除技術驗證關鍵基因的功能，明確其維持肉芽腫結構的分子機制。本研究成果將有助於闡明PE/PPE家族蛋白在分枝桿菌致病中的重要作用，而且對研究其他細胞壁蛋白與宿主的相互作用有很好的借鑑作用。
結題摘要
PPE38蛋白是海分枝桿菌重要的毒力因子，但是PPE38蛋白如何與宿主相互作用以及其致病機理尚不清楚。由此，本項目針對PPE38蛋白的致病分子機制展開了研究。首先，基於前期的研究結果，我們提出了PPE38 蛋白通過與宿主的特異受體結合，影響宿主相關信號通路，導致細菌在組織間播散的科學假設，並據此開展了以下工作：1、利用亞細胞定量蛋白質組學技術，分析比較感染海分枝桿菌野生株（WT）與 ppe38突變株的巨噬細胞中宿主蛋白的表達差異。通過質譜對PPE38蛋白引起的下游信號通路分析，發現PPE38蛋白能夠與TLR2相結合,進而影響細胞因子TNF-alpha和IL-6的分泌和MHC-1及其通路相關蛋白表達降低。在斑馬魚胚胎模型中,發現WT與ppe38突變株感染後在宿主體內的增殖無差異,提示PPE38蛋白對宿主固有免疫的影響有限。基於以上結果，我們進一步提出PPE38蛋通過降低巨噬細胞表面MHC-1分子的表達,抵禦宿主適應性免疫殺傷的科學假說。針對此假設，利用細胞與小鼠感染模型研究了PPE38蛋白如何影響宿主獲得性免疫反應。在巨噬細胞模型上發現其能夠降低巨噬細胞表面MHC-1分子的表達。進一步利用恥垢分枝桿菌(M. smegmatis)外源表達PPE38蛋白感染C57BL/6小鼠,發現PPE38蛋白能夠降低巨噬細胞表面MHC-1分子的表達；抑制宿主CD8+T細胞的活化；並且對恥垢分枝桿菌在小鼠中的存活起到保護性作用。另外，在該基金的資助下，我們也對另一個分枝桿菌的毒力因子CpsA的致病機制進行了研究。我們發現海分枝桿菌cpsA突變株在巨噬細胞以及斑馬魚胚胎/成魚感染模型上的毒力減弱；在菌落形態、遷移速率和對抗生素的敏感性都發生了顯著改變，提示突變菌株的細胞壁結構可能發生了改變；證明了該蛋白具有二異戊二烯二磷酸和十異戊二烯二磷酸葡萄糖胺磷酸酶活性，提示CpsA蛋白參與細菌細胞壁的合成從而影響海分枝桿菌的致病性。本項目的研究成果將有助於闡明PPE以及LCP家族蛋白的致病分子機制，尤其是結核分枝桿菌如何逃逸宿主免疫的分子機理；進而為抗結核藥物的開發提供新的靶點。在該基金的資助下，共發表了5篇SCI論文。
