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研究背景和目的
固有免疫应答系统在早期抗梅毒螺旋体(Treponema pallidum,Tp)感染过程发挥重要作用,但梅毒患者在感染初期往往无明显症状,说明Tp可能存在某些免疫逃逸的机制。传统观点一直认为Tp主要依赖菌体表面抗原的变异来逃避宿主固有免疫应答系统的作用。Tp92是首个被筛选出来的Tp外膜蛋白,有研究者把Tp致病株与非致病株进行全基因组比对,认为该蛋白的基因可能与Tp的致病相关,但其功能一直不明。课题组在前期研究外膜蛋白Tp92对单核巨噬细胞和微血管内皮细胞的可能促炎机制时“意外”发现Tp92具有诱导固有免疫细胞单核细胞死亡的能力,本研究拟进一步探索Tp92对单核细胞死亡和细胞因子分泌的影响及其涉及的主要转导信号通路。
方法和结果
1.用Tp92刺激THP-1细胞后,分别用AO/EB染色法检测细胞膜完整性,Hoechst33342染色检测细胞核,CCK8试剂盒检测细胞总死亡率。结果显示THP-1细胞膜的破损、细胞核的碎裂和细胞总死亡率都随着浓度和时间的增加而加剧。
2.Tp92刺激THP-1后,用试剂盒检测Caspase-1的酶活性(U),WesternBlot检测pro-caspase-1,caspase-1以及GSDMD蛋白水平,ELISA试剂盒检测IL-1β和IL-18的分泌;caspase-1抑制剂预处理细胞后,检测LDH释放率,细胞总死亡率以及caspase-1的酶活性。结果显示Tp92可上调THP-1内与焦亡相关分子表达水平,但未上调THP-1分泌IL-1β和IL-18的水平,caspase-1抑制剂能抑制THP-1焦亡。
3.Tp92刺激THP-1后,流式细胞仪检测凋亡率,caspase试剂盒检测caspase-3,8,9的酶活性,JC-1染料试剂盒检测JC-1,ROS检测试剂盒检测ROS;caspase-3,8抑制剂预处理细胞后,流式细胞仪检测细胞凋亡率,caspase试剂盒检测caspase-3,8的酶活性;RIPK1抑制剂预处理THP-1后,流式细胞仪检测凋亡率,caspase试剂盒检测caspase-3,8的酶活性。结果显示Tp92诱导THP-1发生凋亡,Tp92上调THP-1内与凋亡相关分子酶活性水平,caspase-3和caspase-8的抑制剂抑制THP-1细胞凋亡,Tp92通过RIPK1调控THP-1细胞的凋亡,Tp92可以通过线粒体途径调控THP-1的凋亡,Tp92上调THP-1细胞活性氧(ROS)水平。
4.用各受体(TNFR1, FasL, TLR4, CD14, TLR2)的中和抗体预处理THP-1,CCK8试剂盒检测细胞总死亡率;用TLR2和TLR4的干扰质粒预处理THP-1,用CCK8试剂盒检测细胞总死亡率,WesternBlot检测TLR2和TLR4蛋白表达水平。结果显示CD14和TLR2的中和抗体以及TLR2的干扰质粒能有效降低细胞死亡率。
5.用Tp92刺激THP-1后,ELISA试剂盒检测多种细胞因子;NF-κB的抑制剂预处理细胞后,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌水平,WesternBlot检测NF-κB的蛋白水平。结果显示Tp92能上调THP-1分泌IL-8的水平和NF-κB的蛋白水平,NF-κB抑制剂能下调IL-8的水平和NF-κB的蛋白水平。
6.用各受体的中和抗体预处理THP-1后,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌;用TLR2和TLR4的干扰质粒预处理THP-1,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌。结果显示仅CD14和TLR2的中和抗体以及TLR2的干扰质粒能有效降低IL-8的分泌。
7.Tp92刺激PBMCs,流式细胞仪上机检测分别与CD14,CD3,HLA-DR结合的流式抗体,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌。结果显示Tp92仅诱导人外周血单个核细胞(PBMCs)中单核细胞死亡并能诱导PBMCs的IL-8分泌。
结论
1.Tp92可通过单核细胞表面的CD14和/或TLR2诱导细胞发生由pro-caspase-1通路介导的非典型焦亡和RIPK1/caspase-8/caspase-3通路介导的凋亡。
2.Tp92可通过单核细胞表面的CD14和/或TLR2诱导细胞通过NF-κB通路分泌IL-8。
固有免疫应答系统在早期抗梅毒螺旋体(Treponema pallidum,Tp)感染过程发挥重要作用,但梅毒患者在感染初期往往无明显症状,说明Tp可能存在某些免疫逃逸的机制。传统观点一直认为Tp主要依赖菌体表面抗原的变异来逃避宿主固有免疫应答系统的作用。Tp92是首个被筛选出来的Tp外膜蛋白,有研究者把Tp致病株与非致病株进行全基因组比对,认为该蛋白的基因可能与Tp的致病相关,但其功能一直不明。课题组在前期研究外膜蛋白Tp92对单核巨噬细胞和微血管内皮细胞的可能促炎机制时“意外”发现Tp92具有诱导固有免疫细胞单核细胞死亡的能力,本研究拟进一步探索Tp92对单核细胞死亡和细胞因子分泌的影响及其涉及的主要转导信号通路。
方法和结果
1.用Tp92刺激THP-1细胞后,分别用AO/EB染色法检测细胞膜完整性,Hoechst33342染色检测细胞核,CCK8试剂盒检测细胞总死亡率。结果显示THP-1细胞膜的破损、细胞核的碎裂和细胞总死亡率都随着浓度和时间的增加而加剧。
2.Tp92刺激THP-1后,用试剂盒检测Caspase-1的酶活性(U),WesternBlot检测pro-caspase-1,caspase-1以及GSDMD蛋白水平,ELISA试剂盒检测IL-1β和IL-18的分泌;caspase-1抑制剂预处理细胞后,检测LDH释放率,细胞总死亡率以及caspase-1的酶活性。结果显示Tp92可上调THP-1内与焦亡相关分子表达水平,但未上调THP-1分泌IL-1β和IL-18的水平,caspase-1抑制剂能抑制THP-1焦亡。
3.Tp92刺激THP-1后,流式细胞仪检测凋亡率,caspase试剂盒检测caspase-3,8,9的酶活性,JC-1染料试剂盒检测JC-1,ROS检测试剂盒检测ROS;caspase-3,8抑制剂预处理细胞后,流式细胞仪检测细胞凋亡率,caspase试剂盒检测caspase-3,8的酶活性;RIPK1抑制剂预处理THP-1后,流式细胞仪检测凋亡率,caspase试剂盒检测caspase-3,8的酶活性。结果显示Tp92诱导THP-1发生凋亡,Tp92上调THP-1内与凋亡相关分子酶活性水平,caspase-3和caspase-8的抑制剂抑制THP-1细胞凋亡,Tp92通过RIPK1调控THP-1细胞的凋亡,Tp92可以通过线粒体途径调控THP-1的凋亡,Tp92上调THP-1细胞活性氧(ROS)水平。
4.用各受体(TNFR1, FasL, TLR4, CD14, TLR2)的中和抗体预处理THP-1,CCK8试剂盒检测细胞总死亡率;用TLR2和TLR4的干扰质粒预处理THP-1,用CCK8试剂盒检测细胞总死亡率,WesternBlot检测TLR2和TLR4蛋白表达水平。结果显示CD14和TLR2的中和抗体以及TLR2的干扰质粒能有效降低细胞死亡率。
5.用Tp92刺激THP-1后,ELISA试剂盒检测多种细胞因子;NF-κB的抑制剂预处理细胞后,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌水平,WesternBlot检测NF-κB的蛋白水平。结果显示Tp92能上调THP-1分泌IL-8的水平和NF-κB的蛋白水平,NF-κB抑制剂能下调IL-8的水平和NF-κB的蛋白水平。
6.用各受体的中和抗体预处理THP-1后,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌;用TLR2和TLR4的干扰质粒预处理THP-1,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌。结果显示仅CD14和TLR2的中和抗体以及TLR2的干扰质粒能有效降低IL-8的分泌。
7.Tp92刺激PBMCs,流式细胞仪上机检测分别与CD14,CD3,HLA-DR结合的流式抗体,ELISA试剂盒检测IL-8的分泌。结果显示Tp92仅诱导人外周血单个核细胞(PBMCs)中单核细胞死亡并能诱导PBMCs的IL-8分泌。
结论
1.Tp92可通过单核细胞表面的CD14和/或TLR2诱导细胞发生由pro-caspase-1通路介导的非典型焦亡和RIPK1/caspase-8/caspase-3通路介导的凋亡。
2.Tp92可通过单核细胞表面的CD14和/或TLR2诱导细胞通过NF-κB通路分泌IL-8。