NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ上调宿主炎性应答及对不可分型流感嗜血杆菌易感性影响的初步研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yueyinxiangzhu
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目的:探究NTHi-DNA诱导产生的IFN-Ⅰ在宿主抗NTHi感染效应中的作用,并对其调控机制进行初步研究。
  背景:不可分型流感嗜血杆菌(NTHi)是一种定植于大多数健康成人上呼吸道的革兰氏阴性球杆菌。当机体免疫力降低时,NTHi可扩散到至下呼吸道引起肺部炎症或者已有疾病的加重,如慢性阻塞性肺病(COPD),研究NTHi与宿主相互作用的机制研究可为制定防治NTHi感染策略提供新思路和新方法。我们前期实验发现NTHi-DNA可以诱导宿主巨噬细胞和上皮细胞Ⅰ型干扰素(IFN-Ⅰ)的产生。IFN-Ⅰ在抗病毒免疫中是必不可少的,但在不同细菌引起的感染中其作用却不完全相同的。伤寒沙门氏菌、结核分枝杆菌、肺炎链球菌等多个细菌感染模型中已证实,IFN-Ⅰ在宿主防御细菌感染中发挥的作用因细菌种属的不同而不同,并且与炎性因子的调节有关。但在NTHi感染COPD及肺炎模型中,IFN-Ⅰ在宿主和病原体之间相互作用中所扮演的角色尚未被完全阐释清楚。因此,我们提出NTHi-DNA 诱导产生的IFN-Ⅰ是否通过调节某些炎性因子的表达,改变宿主对 NTHi 的易感性,进而影响抗NTHi细菌的感染效应。
  研究方法:
  1.体外实验以NTHi-DNA或外源性IFN-β预处理原代腹腔巨噬细胞(PEMs)后,感染NTHi,检测PEMs对NTHi的吞噬杀伤,初步探究NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ对宿主细胞抗NTHi感染效应的影响;进一步分离IFNAR缺陷(IFNAR-/-)PEMs验证IFN-Ⅰ信号通路对宿主细胞吞噬杀伤NTHi的影响;
  2.在建立模拟COPD小鼠模型基础上,气道滴注NTHi-DNA或外源性IFN-β,经呼吸道感染NTHi,监测小鼠体重和生存率,H&E染色观察小鼠肺损伤情况,验证NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ对小鼠抗感染的转归;使用 IFNAR-/-小鼠证实 IFN-Ⅰ 信号传导在小鼠抗 NTHi 感染中的作用。
  3.以q-PCR、ELISA检测NTHi-DNA或IFN-β预处理后受NTHi感染的PEMs炎性因子IL-1β、IL-6、IL-12、IL-10和趋化因子 CXCL10的诱导表达情况,并利用IFNAR-/-PEMs明确IFN-Ⅰ信号的作用;在模拟COPD小鼠和IFNAR-/-小鼠感染肺组织中验证炎性因子表达情况是否与体外实验结果一致。
  4. 通过检测NTHi-DNA或IFN-β预处理后受NTHi感染的PEMs中的P38 MAPK激活以初步证明NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ对炎性因子的调控,并使用P38 MAPK信号通路抑制剂进一步证实P38 MAPK信号分子在NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ调节炎性因子表达中的作用。
  研究结果:
  1、NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ减弱了PEMs对NTHi的吞噬杀伤能力,并加重了NTHi感染的模拟COPD小鼠肺部炎症反应,不利于NTHi感染小鼠存活。与IFNAR野生PEMs相比,IFNAR-/- PEMs对NTHi的吞噬杀伤增强;IFNAR-/-小鼠肺部炎症反应较弱,组织损伤减轻,显示出更强的抗NTHi感染能力。
  2、NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ能上调NTHi感染PEMs的和感染小鼠的肺部炎性因子IL-1β、IL-6、IL-12和趋化因子 CXCL10的表达,而IFNAR缺陷可导致这些炎性和趋化因子表达下降。
  3、NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ上调PEMs炎性趋化因子IL-1β、IL-6、IL-12、CXCL10的产生与信号分子P38 MAPK的激活有关。
  结论:
  本研究证实,NTHi-DNA诱导的IFN-Ⅰ减弱了PEMs对NTHi的吞噬杀伤能力,并加重了NTHi感染的模拟COPD小鼠肺部炎症损伤,增加了宿主对NTHi的易感性。这种对宿主有害的炎性应答与IFNAR识别IFN-Ⅰ后激活p38 MAPK,从而上调炎性趋化因子IL-1β、IL-6、IL-12、CXCL10有关。我们认为NTHi-DNA引起的IFN-Ⅰ应答可能被细菌利用为其抵抗宿主免疫清除的策略,对宿主(尤其是COPD患者)感染NTHi的预后转归不利。本研究有助于完善我们对NTHi与宿主免疫细胞相互作用的认识,为COPD患者寻找抗NTHi感染及耐药的治疗策略提供新的理论基础。
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