IL-27/IL-27R信号途径在宿主抗衣原体感染中的作用及机制研究

来源 :天津医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytlytl1009
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研究目的:  衣原体作为全球传播广泛的四大性传染病之一,严重危害人类健康,目前无有效的治疗手段和预防疫苗。探讨宿主抗衣原体感染的免疫学机制、寻找发挥作用的关键因子,可为有效控制衣原体感染提供新理论。IL-27主要由抗原提呈细胞(APCs)产生,在微生物及其产物或其他特定免疫环境的刺激下,通过与IL-27R结合激活其下游信号分子影响宿主固有免疫和适应性免疫应答,在寄生虫和细菌等感染性疾病中起重要调控作用。IL-27在宿主抗衣原体感染中的作用尚不清楚,本研究拟探讨IL-27/IL-27R信号途径在抗衣原体感染中的作用及其相关作用机制,为探讨胞内菌感染相关的免疫学机制以及临床研制有效的抗衣原体疫苗提供新的理论依据。  研究方法:  首先,为了明确IL-27/IL-27R信号途径是否参与宿主抗衣原体免疫应答,取适龄(6-8周龄),雌性,C57BL/6遗传背景野生型(WT,wild type)小鼠呼吸道感染鼠型衣原体(Chlymydia muridarum,Cm),感染后第0、3、7、14天处死小鼠,提取肺组织总RNA,逆转为cDNA后进行RT-PCR,检测小鼠肺组织中IL-27(EBI3)及IL-27Rɑ亚基(WSX-1)mRNA的表达水平及趋势。其次,我们利用IL-27Rα基因敲除(WSX-1-/-)小鼠,建立小鼠衣原体呼吸道感染模型,通过监测感染后的体重变化、感染不同时间肺组织衣原体的生长繁殖,及肺组织H&E病理染色,探讨WSX-1-/-小鼠对衣原体呼吸道感染的易感性,明确IL-27/IL-27R途径在小鼠衣原体呼吸道感染中的作用。CD4+T细胞介导的适应性Th1、Th17和Th2免疫应答在宿主抗衣原体感染中发挥重要作用,于Cm感染的不用时间点处死WT和WSX-1-/-小鼠,用酶消化法制备小鼠肺和脾组织单个核细胞,用荧光素标记的抗鼠IFNγ、IL-17A和IL-4抗体进行细胞内细胞因子染色,流式细胞仪检测CD4+T细胞IFNγ、IL-17A和IL-4的产生,探讨IL-27/IL-27R途径对对肺组织局部和外周免疫系统衣原体特异性的Th1、Th17和Th2免疫应答的影响。  研究结果:  衣原体呼吸道感染诱导IL-27及IL-27R在感染小鼠肺组织的高表达。与未感染对照组(感染第0天)比较,感染后第3天小鼠肺组织IL-27(EBI3)及IL-27R(WSX-1)mRNA表达均开始增高,于感染后第7天达高峰,IL-27和IL-27R mRNA的表达与未感染对照组比较有均显著差异(P<0.05,P<0.001)。Cm感染的WSX-1-/-小鼠与WT小鼠相比,外形瘦削,可见竖毛现象,活动量明显减少。衣原体呼吸道感染,IL-27Rα基因敲除(WSX-1-/-)小鼠显示增高的疾病易感性。感染后第3天,两组小鼠的体重均开始下降,于感染后第7天,WT小鼠体重降至最低点,随后逐渐恢复,但WSX-1-/-小鼠体重持续降低,且于感染后第11天至第14天,与WT小鼠比较有显著统计学差异(p<0.05;p<0.001)。肺匀浆衣原体包涵体形成单位(IFU),检测显示,与未感染组比较,WT和WSX-1-/-小鼠于感染后不同天肺组织均有衣原体生长,且均于感染后第7天IFU到达峰值。WSX-1-/-小鼠肺组织IFU水平于感染后第14天显著高于WT小鼠(p<0.05)。肺组织H&E病理切片染色和病理评分结果显示,在感染后第7天及第14天,WSX-1-/-和WT小鼠均出现肺组织炎症,肺组织有大量炎性细胞浸润,粘液渗出,可见部分肺组织发生实变。与WT小鼠相比,感染后第14天WSX-1-/-小鼠肺组织炎性细胞弥漫性浸润更加明显,肺泡壁不完整,病理评分显著高于WT小鼠(p<0.05)。Cm呼吸道感染的WSX-1-/-小鼠显示降低的肺组织局部Th1应答以及增高的Th17免疫应答。WSX-1-/-小鼠在Cm感染后第7天和14天,肺组织CD4+T细胞分泌IFNγ(Th1)百分率显著低于WT小鼠(p<0.05),感染第7天,WSX-1-/-小鼠产生IFNγ的CD4+T细胞总数也显著低于WT小鼠(p<0.05);同时,WSX-1-/-小鼠在Cm感染后第7天和14天,肺组织CD4+T细胞分泌IL-17(Th17)百分率显著高于WT小鼠(p<0.01),感染后第7天和14天,WSX-1-/-小鼠产生IL-17的CD4+T细胞总数也显著高于WT小鼠(p<0.001)。WSX-1-/-小鼠在Cm感染后第7天,肺组织CD4+T细胞分泌IL-4(Th2)百分率显著低于WT小鼠(p<0.05),但感染后第7天和14天,WSX-1-/-小鼠产生IL-4的CD4+T细胞总数与WT小鼠相比无显著差异。Cm呼吸道感染的WSX-1-/-小鼠外周免疫系统Th1、Th2及Th17免疫应答结果显示,虽然WT小鼠与WSX-1-/-小鼠在Cm感染后第7天及14天脾组织CD4+T细胞分泌IFNγ、IL-17和IL-4百分率与细胞总数均显著增高,但两组小鼠CD4+T细胞分泌IFNγ、IL-17和IL-4百分率与细胞总数比在脾组织均无显著差异。  研究结论:  1.IL-27/IL-27R信号途径在衣原体感染中被诱导活化,参与宿主抗Cm免疫应答。  2.与WT小鼠相比,WSX-1-/-小鼠(IL-27R基因敲除小鼠)对Cm感染的易感性增高,表现为较多的体重降低,衣原体在肺组织中的大量繁殖,肺组织病理反应较重,即IL-27/IL-27R途径在Cm感染中发挥免疫保护作用。  3.IL-27/IL-27R途径主要影响感染肺组织局部免疫应答,在宿主抗Cm感染中通过促进抗衣原体特异性Th1应答、抑制过度的Th17应答发挥一定的免疫保护作用,而对系统免疫功能无显著影响。
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