LPS通过促进中性粒细胞产生活性氧(ROS)增强其抗结核分枝杆菌杀伤活性的机制研究

本研究针对结核病(TB)免疫机制未完全阐明的关键问题，通过探索脂多糖(LPS)激活中性粒细胞(PMN)产生活性氧(ROS)杀伤结核分枝杆菌(M.tb)的分子机制，发现LPS-TLR4-NADPH氧化酶通路可显著增强PMN的杀菌功能。该成果为临床结核治疗提供了新靶点，发表于《Scientific Reports》。

　　

结核病至今仍是全球单一传染病致死率最高的疾病，其免疫机制尤其是中性粒细胞在抗结核感染中的作用长期存在争议。部分研究认为中性粒细胞能有效清除结核分枝杆菌(M.tb)，也有证据显示其可能加剧组织损伤。这种矛盾现象的背后，是中性粒细胞杀菌机制尚未完全阐明。来自蚌埠医学院口腔医学院的研究团队在《Scientific Reports》发表重要研究，首次揭示脂多糖(LPS)通过Toll样受体4(TLR4)激活NADPH氧化酶(NOX)，促进中性粒细胞产生活性氧(ROS)从而增强杀菌活性的分子机制。

研究采用流式细胞术结合荧光标记技术，建立快速检测中性粒细胞杀菌率的新方法；通过DCFH-DA荧光探针动态监测ROS产生；利用TLR4单抗和NADPH氧化酶抑制剂(DPI)进行通路阻断实验。24名健康志愿者提供外周血样本，所有实验均通过蚌埠医学院伦理委员会审批(No.2020LK70)。

【The killing rate of neutrophils to M.tb was detected by flow cytometry】
建立FDA荧光标记结合流式检测的新方法，发现中性粒细胞对M.tb的杀伤率随时间显著提升(p<0.05)，60分钟时效果最显著。荧光显微镜直观显示CD16-PE标记的中性粒细胞内绿色FDA-M.tb逐渐减少。

【Temporal kinetics of M.tb killing by PMN by ROS production】
DCFH-DA检测显示，M.tb感染后中性粒细胞活化率和ROS产量呈时间依赖性增加(p<0.05)，30分钟达峰值，证实ROS是杀菌关键效应分子。

【LPS affects the signaling pathway of neutrophils producing ROS to kill M.tb】
LPS浓度梯度实验显示，50-800 ng/ml LPS能剂量依赖性增强中性粒细胞活化和ROS产生(p<0.05)。TLR4单抗或DPI预处理可显著抑制此效应(p<0.05)，证实LPS-TLR4-NOX通路的核心作用。

该研究创新性揭示：LPS通过TLR4受体激活NADPH氧化酶，促进中性粒细胞产生ROS增强杀菌功能。这一发现不仅解决了中性粒细胞在抗结核免疫中作用机制的争议，更提出通过调控LPS-TLR4-NOX通路增强先天免疫的治疗新策略。特别建立的高效流式检测法为临床评估患者中性粒细胞功能提供工具。研究局限性在于未开展动物实验验证，未来需探索该通路在结核病患者中的实际调控效果。

研究获得安徽省高校自然科学重点项目(2022AH051482)和安徽省自然科学基金(1908085MH252)支持。论文通讯作者Lina Jiang强调，该成果为临床开发以中性粒细胞为靶标的结核免疫治疗奠定理论基础，对控制全球结核病流行具有重要价值。