研究背景:除皮肤屏障功能外,角质形成细胞可直接参与机体对微生物感染的免疫反应。角质形成细胞在多种感染性皮肤病中的免疫作用已被证实。课题组前期单细胞RNA测序发现麻风患者皮损中角质形成细胞显著高表达抗菌蛋白基因S100A8和S100A9,上述基因编码蛋白的异二聚体钙卫蛋白通过螯合锌、镁离子发挥抗菌作用。同时,Bulk RNA测序发现S100A8、S100A9在麻风患者皮损中均显著高表达。但角质形成细胞是否可通过表达S100A8和S100A9基因抑制分枝杆菌的活力尚有待进一步实验证实。研究目的:本研究以海分枝杆菌为模型研究分枝杆菌的感染诱导角质形成细胞表达S100A8和S100A9,并抑制分枝杆菌活力的机制。明确并验证抗菌蛋白S100A8和S100A9的异二聚体钙卫蛋白具有抑制分枝杆菌活力的作用。研究方法:从健康人包皮组织提取分离培养原代角质形成细胞,以自发红色荧光的海分枝杆菌感染原代角质形成细胞建立感染模型。使用海分枝杆菌感染原代角质形成细胞后,进行单细胞RNA测序,经数据分析、细胞亚型鉴定后,分析基因差异表达情况。培养海分枝杆菌,加入S100A8和S100A9重组异二聚体,通过光密度法验证S100A8和S100A9重组异二聚体对分枝杆菌的抑制作用。研究结果:从人的包皮组织中成功提取原代角质形成细胞,并经海分枝杆菌感染后,成功建立了角质形成细胞体外感染模型。以自发红色荧光的海分枝杆菌感染人原代角质形成细胞24小时后以荧光显微镜成功观察到了角质形成细胞和红色荧光的共定位现象,以流式细胞术检测感染后角质形成细胞携带红色荧光的情况,实验结果再次证实角质形成细胞可吞噬海分枝杆菌的能力。对经海分枝杆菌刺激组角质形成细胞与空白对照组进行单细胞RNA测序后分析发现,经刺激组角质形成细胞明显高表达S100A8、S100A9、LCN2、SLPI、S100A7等抑菌相关基因。光密度法（OD）测定S100A8/A9的体外抑菌作用显示S100A8/9对海分枝杆菌有直接抑制作用。研究结论:角质形成细胞可直接吞噬海分枝杆菌,海分枝杆菌感染角质形成细胞可诱导其表达S100A8和S100A9说明角质形成细胞参与到对分枝杆菌的固有免疫反应中。S100A8/9对海分枝杆菌的活力有直接抑制作用。抗菌蛋白S100A8、S100A9的高表达很可能是角质形成细胞抑制分枝杆菌活力的一种机制。