低浓度顺铂通过p53通路清除巨噬细胞内耻垢分枝杆菌

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目的:结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)是一种非常成功的细胞内病原体,巨噬细胞是对抗M.tb的第一道防线,同时也是M.tb在体内的寄生场所;因此,清除细胞内的分枝杆菌才能彻底治愈结核病。顺铂(Cisplatin,DDP)作为抗肿瘤药物而广泛应用,目前发现其有广谱的抗微生物作用,然而DDP对M.tb感染的治疗效果尚不清楚。本研究旨在通过构建耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis,M.smegmatis)感染的巨噬细胞模型,经体外实验探讨DDP对巨噬细胞内M.smegmatis存活的影响;并从细胞凋亡、细胞周期、通路调控等角度去探索DDP对巨噬细胞内M.smegmatis存活的影响的机制。方法:培养小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7和J774A.1,人单核细胞白血病细胞系THP-1,通过CCK-8法和台盼蓝法筛选出DDP对三种巨噬细胞系无明显细胞毒性的使用浓度。然后将M.smegmatis按照感染复数(Multiplicity of infection,MOI)为0.1感染巨噬细胞,建立分枝杆菌感染的细胞模型;再用DDP处理M.smegmatis感染的巨噬细胞,收集不同时间点细胞裂解液,并检测裂解液中活菌数量来判断DDP对巨噬细胞内M.smegmatis存活的影响。随后结合流式细胞术,高通量测序,蛋白印迹(Western blot,WB)等方法探讨DDP影响巨噬细胞内M.smegmatis存活的可能机制。结果:我们发现经M.smegmatis感染的巨噬细胞,用DDP处理后,细胞内活菌数量减少,流式细胞术检测和透射电镜观察均发现DDP处理后感染的巨噬细胞凋亡增加。经转录组测序筛选对照组和DDP处理组的差异表达基因,差异倍数两倍以上的基因共1806个,其中上调基因1161个,下调基因645个,差异基因的功能主要富集在DNA复制,损伤修复,细胞核错配修复,细胞周期的调控,氧化应激等通路上,对差异最显著的100个基因进行蛋白相互作用分析,得到以p53为核心的蛋白相互作用网络(Proteinprotein interaction network,PPI)。Western blot法检测DDP组磷酸化p53水平上升。用p53促进剂(Kevetrin)单独或联合利福平(Rifampicin,RIF)处理M.smegmatis感染的巨噬细胞可有效减少菌量,且与Kevetrin浓度有剂量依赖关系。进一步研究发现加入JAK(Janus kinase)抑制剂(AG490)或者p38 MAPK(p38 mitogen activated protein kinases)抑制剂(SB203580)及PI3K抑制剂(LY294002)会导致细胞凋亡减少,磷酸化p53减少,DDP的抑菌作用被拮抗。结论:凋亡在调控巨噬细胞内M.smegmatis的存活中发挥重要作用。DDP通过激活JAK、p38 MAPK、PI3K信号通路,增加M.smegmatis感染的巨噬细胞中磷酸化p53的水平,促进细胞的凋亡,从而清除细胞内的M.smegmatis,DDP联合一线抗结核药物可以增强抗胞内M.smegmatis的能力,提示DDP具有成为结核病治疗再利用药物的可能。
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