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本文聚焦志贺菌（Shigella）与巨噬细胞的关系。研究发现，经志贺菌训练的巨噬细胞可使斑马鱼在二次感染时存活率提升。其通过表观遗传重编程，转向促炎状态，增强 TNF-α 表达和 ROS 生成，为理解抗感染免疫机制提供新思路。
引言
志贺菌是引发人类肠道感染的重要病原体，但至今尚无获批疫苗。以往研究多在体外进行，对巨噬细胞在体内控制志贺菌感染的作用了解有限。斑马鱼感染模型在研究宿主对志贺菌的反应中具有重要价值，可重现志贺菌感染的主要特征。本研究利用斑马鱼模型探究巨噬细胞在志贺菌感染免疫训练中的作用。
结果
- 志贺菌训练的巨噬细胞降低细菌载量并促进斑马鱼存活：研究人员使用干扰素调节因子 - 8（irf8）斑马鱼突变体（巨噬细胞缺陷型）进行实验。在斑马鱼受精 2 天后，向其后脑室（HBV）注射非致死剂量的志贺菌进行免疫训练，48 小时后用致死剂量的志贺菌再次感染。结果显示，野生型（IRF8+/+）和突变型（IRF8?/?）斑马鱼幼虫在志贺菌训练后存活率均显著提高，但 IRF8?/?幼虫存活率低于 IRF8+/+幼虫，且 IRF8?/?幼虫二次感染后的细菌载量未显著降低。这表明训练后的巨噬细胞有助于降低细菌载量，促进宿主在志贺菌二次感染后的存活。
- 志贺菌训练的巨噬细胞转变为促炎状态：巨噬细胞的状态受多种因素影响，可呈现不同的激活状态。研究人员利用转基因报告基因（Tg (tnfa:GFP) xTg (mpeg1:G/UnsfB.mCherry)）来检测巨噬细胞的极化状态。成像和流式细胞术分析显示，志贺菌训练后的斑马鱼幼虫巨噬细胞中，tnfa:GFP 阳性细胞增多，表明巨噬细胞向促炎状态转变。同时，对巨噬细胞的表观基因组检测发现，H3K4me1 的检测率降低，H3K4me3 显著富集，这表明巨噬细胞因志贺菌训练发生了表观遗传重编程，进而极化向促炎状态。
- 训练后的巨噬细胞在二次感染时反应更灵敏：为进一步探究训练后巨噬细胞在感染控制中的作用，研究人员改变二次感染部位，从 HBV 转移到古维尔管（duct of Cuvier），引发全身感染。结果显示，志贺菌训练仍能显著提高幼虫存活率，且训练后的巨噬细胞在 24 小时后对细菌清除有显著贡献。此外，感染后，训练组巨噬细胞中 TNF-α 表达虽未增加，但感染的巨噬细胞 TNF-α 表达更强，表明训练后的巨噬细胞有助于感染控制，并在二次感染时显著增加 TNF-α 表达。
- 志贺菌训练的巨噬细胞产生更多 ROS：研究发现，感染的巨噬细胞群体在训练组中比未训练组大。通过分析巨噬细胞对活 / 死染色的内化情况，发现训练组和未训练组巨噬细胞的存活率无显著差异。进一步检测 ROS 生成，发现训练后的巨噬细胞在稳态下产生更多 ROS，且在二次感染时，训练组巨噬细胞的 ROS 生成能更好地维持，表明训练后的巨噬细胞功能状态的改变在应对二次感染中起关键作用。
讨论
巨噬细胞在控制志贺菌感染方面常被认为效果不佳，因其易受细菌逃避策略影响并发生细胞死亡。但本研究表明，巨噬细胞在斑马鱼二次感染志贺菌时对其存活至关重要。志贺菌通过表达 T3SS 效应器逃避巨噬细胞杀伤，但巨噬细胞焦亡对炎症和感染控制也很关键。此前研究多聚焦于单个细胞类型的训练免疫，本研究则发现志贺菌训练可诱导巨噬细胞发生表观遗传变化，增强其控制二次感染的能力。未来研究巨噬细胞与中性粒细胞在训练免疫中的协作，有望为志贺菌疫苗策略提供指导。
研究的局限性
志贺菌 T3SS 对巨噬细胞训练的确切作用尚不清楚，其效应器具有多效性，影响宿主多种反应，难以明确其在训练中的具体贡献。本研究使用的巨噬细胞耗竭方法只能实现部分耗竭，未来可采用 NTR2.0 系统提高细胞耗竭效率。此外，长期研究训练免疫的作用至关重要，但目前研究间隔较短，使用成年斑马鱼模型虽有潜力，但会引入适应性免疫和伦理问题。
资源可用性
如需研究资源和试剂，可联系主要联系人 Serge Mostowy（serge.mostowy@lshtm.ac.uk）。研究中产生的材料、数据等，将应要求共享。
研究方法
- 关键资源表：详细列出了研究中使用的抗体、细菌和病毒菌株、化学试剂、实验模型、寡核苷酸、重组 DNA、软件和算法等资源的来源及标识符。
- 实验模型和研究对象细节：介绍了实验所用斑马鱼品系（irf8st95、Tg(mpeg1::Gal4 - FF)gl25/Tg(UAS - E1b::nfsB.mCherry)c264、Tg (tnfa::GFP)）及其饲养条件，动物实验遵循相关法规并经批准。
- 方法细节：描述了斑马鱼注射、质粒设计、化学处理、RNA 提取及相关检测、流式细胞术、显微镜观察及图像分析等实验方法的具体操作步骤。
- 量化和统计分析：使用 GraphPad Prism v10 软件进行统计分析，不同数据采用相应的统计检验方法确定显著性差异。
