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为探究结核分枝杆菌(M. tb)的免疫逃逸机制,安徽蚌埠医学院等机构的研究人员开展了关于 M. tb 分泌的 ESAT-6 蛋白对巨噬细胞功能影响的研究。结果发现 ESAT-6 通过 TLR2 抑制巨噬细胞凋亡、吞噬作用等,该研究为结核病防治提供了新方向。
结核病(Tuberculosis,TB)一直是全球健康的重大威胁,每年有大量人口受其困扰。当前防治手段有限,新疫苗研发停滞不前,深入研究结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M. tb)的致病机制、免疫逃逸策略及开发新疫苗迫在眉睫。
在此背景下,安徽蚌埠医学院等机构的研究人员开展了相关研究。研究聚焦于 M. tb 分泌的 6 kDa 早期分泌抗原靶(6-kDa early secretory antigen target,ESAT-6)蛋白,探究其在免疫逃逸和免疫调节中的作用机制。该研究成果发表在《Respiratory Research》上,为理解结核病的发病机制和开发新的治疗策略提供了重要依据 。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是细胞培养技术,培养 THP-1 (A) 巨噬细胞和 M. tb 菌株;其次利用流式细胞术检测细胞凋亡、吞噬作用等;通过蛋白质免疫印迹法(Western blotting)分析凋亡相关蛋白标记;采用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)和酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞因子表达;还借助生物信息学分析筛选差异表达基因。
研究结果如下:
- ESAT-6 抑制 THP-1 (A) 巨噬细胞凋亡:通过流式细胞术发现,M. tb 感染可使 THP-1 (A) 细胞凋亡增加,而添加 ESAT-6(5 μg/ml)能显著抑制这种凋亡,更高浓度(10 μg/ml)则可能产生细胞毒性。进一步研究表明,ESAT-6 通过 Toll 样受体 2(Toll-like receptor 2,TLR2)介导的 Caspase-9/Caspase-3 通路抑制巨噬细胞凋亡123。
- ESAT-6 抑制 M. tb 诱导的巨噬细胞吞噬作用:研究发现 ESAT-6 能抑制 M. tb 诱导的 TLR2 表达上调,且呈剂量依赖性。同时,ESAT-6 显著抑制巨噬细胞对 M. tb 的吞噬作用,推测其通过下调 TLR2 表达来实现456。
- ESAT-6 抑制巨噬细胞的 ROS 产生和杀菌活性:实验表明,M. tb 感染会使 THP-1 (A) 巨噬细胞的 ROS 水平升高,而 ESAT-6 能显著降低其水平。此外,ESAT-6 还抑制巨噬细胞对 M. tb 的杀菌活性,削弱了宿主的免疫防御789。
- ESAT-6 抑制细胞因子的产生:RT-qPCR 和 ELISA 检测显示,ESAT-6(5 μg/ml)能抑制 M. tb 感染诱导的白细胞介素 - 12(Interleukin-12,IL-12)、肿瘤坏死因子 -α(Tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)和白细胞介素 - 10(Interleukin-10,IL-10)的表达,且该抑制作用通过 TLR2 依赖的机制实现1011。
- ESAT-6 所在的 RD1 区域影响宿主细胞防御基因表达:生物信息学分析表明,包含 ESAT-6 的 RD1 区域对宿主细胞免疫功能有显著影响,可调节与免疫相关的信号通路和基因表达121314。
研究结论和讨论部分指出,ESAT-6 通过抑制巨噬细胞的凋亡、吞噬作用、ROS 产生和细胞因子表达等关键功能,帮助 M. tb 实现免疫逃逸,确保其在宿主体内的生存和繁殖。这一研究首次揭示了 ESAT-6 抑制宿主固有免疫的多种机制,为深入研究 ESAT-6 在宿主防御 M. tb 中的免疫调节作用奠定了基础,也为开发针对结核病的创新疫苗和治疗策略提供了新的潜在分子靶点,具有重要的理论和实践意义。