IRE1α通过调控吞噬体钙流增强巨噬细胞抗真菌活性的机制研究

这篇研究揭示了内质网应激传感器IRE1α在巨噬细胞抗真菌免疫中的非经典激活机制。通过C型凝集素受体（CLR）信号通路，白色念珠菌（C. albicans）可触发不依赖蛋白质错误折叠的IRE1α活化。研究发现，IRE1α通过促进吞噬体早期钙流（Ca2+ flux）和ER-内体膜接触位点形成，驱动吞噬体成熟（phagosome maturation），从而增强巨噬细胞对真菌的杀伤能力。该发现为理解先天免疫中器官elle通讯提供了新视角。

　　

Highlights

研究首次证实白色念珠菌感染通过C型凝集素受体（CLR）信号通路非依赖蛋白质错误折叠的方式激活巨噬细胞IRE1α。这种非经典激活不伴随未折叠蛋白反应（UPR）标志性基因表达变化，且独立于经典IRE1α-XBP1S轴。关键发现包括：IRE1α通过增强吞噬体钙流促进溶酶体融合，维持吞噬体完整性，从而抑制真菌菌丝逃逸。值得注意的是，IRE1α内切核糖核酸酶结构域缺失会导致ER-早期内体接触位点减少，揭示其稳态功能对快速增殖病原体的防御至关重要。

Summary

哺乳动物内质网应激传感器IRE1α在感染应答中具有多重功能。研究团队发现，白色念珠菌通过CLR-CARD9信号轴激活巨噬细胞IRE1α，该过程不依赖TRAF6且与蛋白质错误折叠无关。机制上，IRE1α促进吞噬后早期吞噬体钙流，这是吞噬溶酶体融合的必要条件。在缺失IRE1α内切核糖核酸酶结构域的巨噬细胞中，钙流缺陷与ER-内体接触位点减少相关，表明IRE1α通过维持膜接触位点协调器官elle间通讯。

Introduction

病原体感染可触发细胞应激程序，包括由IRE1α、PERK和ATF6三条分支组成的UPR。传统观点认为IRE1α通过剪切Xbp1 mRNA产生XBP1S转录因子来调控ER质量控制基因。然而，本研究揭示白色念珠菌感染通过CLR信号特异性激活IRE1α，且不诱导XBP1S蛋白积累。巨噬细胞是抗真菌免疫的第一道防线，其吞噬体成熟对遏制白色念珠菌菌丝生长至关重要。

Results

白色念珠菌感染激活巨噬细胞IRE1α

实验显示，白色念珠菌感染诱导IRE1α依赖性Xbp1剪切，但程度低于LPS或毒胡萝卜素（thapsigargin）。值得注意的是，不同临床分离株（包括弱毒力株）均能诱导Xbp1剪切，但均未检测到XBP1S蛋白积累，提示非经典激活途径。

CLR信号驱动TRAF6非依赖的IRE1α激活

遗传学实验证实，CARD9缺失完全阻断白色念珠菌诱导的Xbp1剪切，但对LPS响应无影响。相反，TLR2/4/9三敲除巨噬细胞对真菌的IRE1α激活保持完整。特别的是，TRAF6缺失影响LPS响应但不影响真菌诱导的IRE1α活化，表明CLR采用独特信号机制。

PRR介导的IRE1α激活不依赖错误折叠

转录/翻译抑制剂处理不影响Xbp1剪切，硫黄素T（ThT）染色显示真菌感染2-4小时内未检测到蛋白质聚集体。RNA-seq分析进一步证实，UPR标志基因（如Ddit3、Grp78）在感染后未被诱导，与传统ER应激形成鲜明对比。

IRE1α增强巨噬细胞杀真菌能力

双荧光标记实验显示，IRE1α^ΔR巨噬细胞杀灭白色念珠菌的效率降低50%。激酶抑制剂KIRA8（非RNase抑制剂MKC8866）可模拟该表型，提示IRE1α二聚化/激酶活性是关键。在体实验证实，髓系特异性IRE1α敲除小鼠肾脏中，巨噬细胞相关真菌存活率显著升高。

IRE1α促进吞噬体成熟

显微成像显示，野生型巨噬细胞在感染后2小时即可招募LAMP1⁺溶酶体至吞噬体，而IRE1α^ΔR细胞此过程受阻。溶酶体酸度检测（LysoSensor）证实该缺陷非因溶酶体功能整体异常。使用巴佛洛霉素A（BafA）抑制溶酶体融合后，野生型的杀菌优势消失，证明吞噬体成熟缺陷是杀菌力下降的主因。

吞噬体完整性维持机制

SRB示踪实验显示，IRE1α^ΔR巨噬细胞中吞噬体破裂时间显著提前。与此一致，突变体中白色念珠菌菌丝生长加速，炎症小体激活标志物IL-1β分泌增加，反映病原体逃逸增多。

IRE1α调控吞噬体钙流

Fluo-4活细胞成像捕捉到野生型巨噬细胞在吞噬后20分钟内出现特征性"钙环"，而突变体该现象减少60%。钙螯合剂BAPTA-AM处理可完全抑制野生型的溶酶体招募，证实钙流的关键作用。值得注意的是，毒胡萝卜素预处理可挽救突变体的钙流缺陷，提示ER钙库释放与IRE1α功能协同作用。

膜接触位点的稳态调控

邻近连接实验（PLA）揭示，静息状态下IRE1α^ΔR巨噬细胞的ER-早期内体接触点减少50%。这种基础性缺陷可能解释其在感染早期即表现出的钙流障碍，表明IRE1α通过结构性角色（而非仅激活依赖机制）调控器官elle互作。

Discussion

该研究建立了"稳态预适应"模型：基础状态下IRE1α维持的ER-内体接触网络，使巨噬细胞能快速响应真菌入侵。这种机制不同于中性粒细胞中ROS-XBP1S依赖的免疫病理途径，体现细胞类型特异性调控。未来研究需解析CLR如何特异性激活IRE1α，以及该通路在其他快速增殖病原体防御中的普适性。

Limitations of the study

当前模型尚未明确CLR下游具体效应分子，且无法区分巨噬细胞杀菌缺陷与中性粒细胞介导的免疫病理对整体感染结局的相对贡献。此外，钙流恢复能否完全挽救IRE1α^ΔR表型仍需验证。