【摘 要】
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结核病(Tubercuiosis,TB)主要是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染引起的一种慢性消耗性人畜共患传染病。先天免疫细胞是Mtb感染机体发生免疫反应的主要靶细胞,其中巨噬细胞在抗结核免疫过程中发挥着不可或缺的作用。一方面,巨噬细胞可以通过自噬来清除胞内游离的Mtb而有效抑制其在宿主细胞增殖;另一方面,巨噬细胞还可启动一系列凋亡途径来抵抗胞内M
【基金项目】
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国家自然科学基金“牛源牛分枝杆菌的MIRU-VNTR法分型鉴定及其对主要免疫细胞的功能影响研究”(项目编号:31560687); 国家自然科学基金“基于iTRAQ技术研究牛分枝杆菌诱导下巨噬细胞胞内蛋白及信号通路的作用机制”(项目编号:31760722);
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结核病(Tubercuiosis,TB)主要是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染引起的一种慢性消耗性人畜共患传染病。先天免疫细胞是Mtb感染机体发生免疫反应的主要靶细胞,其中巨噬细胞在抗结核免疫过程中发挥着不可或缺的作用。一方面,巨噬细胞可以通过自噬来清除胞内游离的Mtb而有效抑制其在宿主细胞增殖;另一方面,巨噬细胞还可启动一系列凋亡途径来抵抗胞内Mtb的扩散。自噬与凋亡的发展过程相当复杂,而且两者相互影响,受多条通路和调节因子共同调控。在众多调控通路中,作为最重要的自噬信号之一的AMPK/mTOR/ULK1通路受到广泛关注。但AMPK/mTOR/ULK1通路是否参与调控Mtb诱导巨噬细胞自噬尚未见相关报道。因此,本研究基于AMPK/mTOR/ULK1通路探讨Mtb诱导巨噬细胞自噬对其凋亡的调控作用具有重要意义。本研究采用卡介苗BCG感染小鼠肺泡巨噬细胞RAW264.7,通过干扰自噬和利用AICAR/Compound C 激活/抑制 AMPK/mTOR/ULK1 通路、siRNA-AMPK 沉默 AMPK/mTOR/ULK 1通路。利用Western Blot、免疫荧光、mRFP-GFP-LC3荧光双标蛋白技术、激光共聚焦显微镜和流式细胞术等技术,分析AMPK/mTOR/ULK1通路对BCG诱导巨噬细胞RAW264.7自噬的调节作用及基于该通路自噬对巨噬细胞凋亡的调控作用。取得了如下试验结果:1.通过从巨噬细胞的分子水平和形态学检测发现,BCG以感染复数为10感染巨噬细胞RAW264.7 12h时,与对照组相比,自噬有关蛋白LC3B-Ⅱ、Beclin1、促凋亡蛋白Caspase3的表达极显著上调(P<0.01),抑凋亡蛋白Bcl-2的表达极显著下调(P<0.01),巨噬细胞内出现自噬体、自噬溶酶体、核固缩等现象。以此成功构建了 BCG诱导巨噬细胞RAW264.7自噬与凋亡的理想细胞模型,为后续试验奠定了基础。2.自噬激活剂RAPA能上调BCG感染巨噬细胞RAW264.7后自噬有关蛋白LC3B-Ⅱ、Beclin1、Atg5、Atg12、抑凋亡蛋白Bcl-2的表达,下调促凋亡蛋白Bax、Caspase3、PARP1的表达;促进自噬溶酶体与自噬流的形成,下调细胞凋亡率。而自噬抑制剂3-MA的效果与之相反,以上蛋白的表达发生了明显的逆转;抑制自噬溶酶体与自噬流的形成,上调细胞凋亡率。3.激活AMPK/mTOR/ULK1通路,BCG感染巨噬细胞RAW264.7后蛋白p-AMPK、p-ULK1(Ser555)的表达被上调;蛋白p-mTOR、p-ULK1(Ser757)的表达被下调;蛋白AMPK、mTOR、ULK1的表达未发生明显变化。抑制AMPK/mTOR/ULK1通路,BCG感染巨噬细胞RAW264.7后蛋白p-AMPK、p-ULK1(Ser555)的表达被下调;蛋白p-mTOR、p-ULK1(Ser757)的表达被上调;蛋白AMPK、mTOR、ULK1的表达仍未发生明显变化。4.激活AMPK/mTOR/ULK1通路,BCG感染巨噬细胞RAW264.7后自噬相关蛋白LC3B-Ⅱ、Beclin1、Atg5、Atg12、促凋亡蛋白Bax、Caspase3、PARP1的表达被上调,抑凋亡蛋白Bcl-2的表达被下调;促进自噬溶酶体与自噬流的形成并上调细胞凋亡率。若抑制该通路后,以上蛋白的表达发生逆转,抑制自噬溶酶体与自噬流的形成并下调细胞凋亡率。5.siRNA 技术沉默 AMPK 后,p-AMPK、AMPK、p-ULK1(Ser555)、ULK1 蛋白表达被下调,p-mTOR、mTOR蛋白表达被上调;BCG感染巨噬细胞RAW264.7后,上调抑凋亡蛋白Bcl-2而下调自噬有关蛋白LC3B-Ⅱ、Beclin1、Atg5、Atg12、促凋亡蛋白Bax、Caspase3、PARP1的表达;抑制自噬溶酶体与自噬流的形成并下调细胞凋亡率。本研究结果表明:BCG能诱导巨噬细胞RAW264.7发生自噬与凋亡;干扰自噬的正常水平后,BCG诱导巨噬细胞RAW264.7自噬对其凋亡具有负调控作用;AMPK/mTOR/ULK1通路参与了 BCG诱导巨噬细胞RAW264.7自噬的调节且基于该通路自噬对凋亡具有正调控作用。
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