土拉弗朗西斯菌感染的中性粒细胞作为感染巨噬细胞的"特洛伊木马":一种新型免疫逃逸与传播机制

【字体: 时间:2025年09月05日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇研究揭示了土拉弗朗西斯菌(F. tularensis)通过延迟中性粒细胞(PMN)凋亡、重塑巨噬细胞(MDM)极化状态的独特免疫逃逸策略。研究发现感染的中性粒细胞(iPMN)通过血清补体C1q依赖性机制增强与巨噬细胞的相互作用,形成"特洛伊木马"式感染路径,同时诱导MDM呈现同时下调M1/M2标志物的非典型极化表型,并持续表达吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)和细胞因子信号抑制因子1(SOCS1)。该发现为理解胞内病原体传播提供了新视角。

  

土拉弗朗西斯菌感染的中性粒细胞与巨噬细胞相互作用机制

研究团队通过系统性实验揭示了土拉弗朗西斯菌(F. tularensis)操控宿主免疫系统的新机制。这种革兰阴性胞内病原体通过延迟中性粒细胞(PMN)凋亡、抑制呼吸爆发、逃逸吞噬体等策略,将感染的中性粒细胞(iPMN)转化为感染巨噬细胞(MDM)的载体。

感染中性粒细胞与巨噬细胞的增强性相互作用

实验数据显示,与衰老的对照PMN相比,iPMN与人类单核细胞源性巨噬细胞(MDM)的相互作用效率显著提高。通过Hema-3染色、共聚焦显微镜和流式细胞术三种方法验证,发现iPMN不仅结合率更高(p<0.01),每个巨噬细胞关联的iPMN数量也更多(p<0.0001)。值得注意的是,这种增强作用发生在iPMN表面磷脂酰丝氨酸(PS)表达缺失的情况下,暗示存在非经典识别机制。

血清补体C1q的关键作用

机制研究发现,新鲜血清和补体C1q是iPMN被巨噬细胞摄取的必要条件。使用C1q缺失血清(C1q-DPL)时,iPMN-MDM相互作用显著减弱(p<0.001),而重组C1q可恢复此过程。共聚焦显微镜显示,C1q在iPMN表面形成特征性簇状分布,而衰老PMN上的C1q则呈弥散状态。钙网蛋白(CRT)在iPMN摄取位点特异性富集,但其他已知受体(CD18、CD36等)的阻断实验表明它们不参与此过程。

特洛伊木马感染模式的验证

通过时间进程实验证实,iPMN内的土拉弗朗西斯菌可在30-60分钟内被巨噬细胞摄入,2-6小时后从肿胀的吞噬体逃逸至胞质,15-24小时实现高效复制。比较直接感染与iPMN介导的间接感染,两者在MDM中的生长动力学相似(p>0.05)。值得注意的是,依赖FevR调节的VI型分泌系统(T6SS)是该过程的关键,ΔfevR突变株虽能延迟PMN凋亡,但无法在MDM中存活。

非典型巨噬细胞极化状态的诱导

研究团队建立了M1(LPS+IFNγ)和M2(IL-4)极化模型,发现iPMN可诱导独特的MDM表型:所有测试的M1标志物(CD38、CD86、CD64、CD80)均显著下调(p<0.01),同时M2标志物(CD200R、CD206)也保持低表达。Western blot显示IDO和SOCS1持续高表达,而ELISA检测发现TNFα和MIP-1α分泌受抑制,IL-18少量产生。这种表型不同于凋亡细胞诱导的M2c型极化(表现为MERTK和CD163上调),更有利于细菌的免疫逃逸。

该研究不仅揭示了土拉弗朗西斯菌通过"活体特洛伊木马"传播的新机制,还阐明了其通过C1q依赖性途径劫持固有免疫清除程序的能力。iPMN诱导的非典型巨噬细胞极化状态,为理解胞内病原体如何协调免疫抑制与自身复制提供了新见解,对开发针对土拉菌病等感染的干预策略具有重要指导意义。

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