HBXIP介导的自噬调控及抗菌机制的研究

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乙肝病毒X蛋白结合蛋白(hepatitis B X-interacting protein,HBXIP)是一类存在于哺乳动物的细胞组成型蛋白,因它能与乙型肝炎病毒编码的蛋白HBx的C末端发生特异性结合而得名。目前与HBXIP相关的研究报道主要集中在乙型肝炎病毒的复制,细胞的增殖与凋亡、中心体的复制、以及肿瘤细胞的迁移转移等方面,然而在宿主抗菌免疫中所发挥的作用及其机制尚未有相关的研究报道。金黄色葡萄球菌是一种具备强致病性的革兰氏阳性细菌,是世界范围内难治愈性致病菌之一。细菌的耐药性也已经成为日益严峻的全球公共卫生问题,因此我们亟需开发新型的抗细菌感染策略。近年来研究指出自噬在机体抵御胞内感染病原菌的反应中起到重要作用。因此,本研究目的旨在探究HBXIP是否参与机体的抗菌免疫。本课题结合小鼠体内实验及体外细胞实验,分别从分子水平、蛋白水平检测炎症相关、自噬相关信号通路的变化情况,探究HBXIP对宿主抗菌免疫的影响极其可能的抗菌机制。本课题主要研究结果如下:(1)用金黄色葡萄球菌(USA300)感染小鼠腹腔巨噬细胞、小鼠单核巨噬细胞RAW264.7,结果显示HBXIP能够被金黄色葡萄球菌(USA300)诱导表达,说明HBXIP可能参与了抗菌免疫。(2)小鼠体内结果显示野生型(WT)小鼠及HBXIP敲除(HBXIP-/+)小鼠在USA300感染下,HBXIP-/+小鼠的存活率更高;肺组织细菌载量更大;小鼠支气管肺灌洗液(BALF)中炎症因子的表达更高;肺组织的肺泡结构破坏严重,伴有大量的炎性因子浸润,结果显示:HBXIP能够减轻小鼠体内炎症反应。(3)利用体外构建的HBXIP过表达及低表达瞬转体系,用金葡菌(USA300)刺激后检测炎症因子TNF-α、IL-6及IL-1β的表达情况,NF-κB及MAPKs炎症信号通路相关蛋白的表达情况,结果显示HBXIP过表达能够抑制炎症因子的表达,抑制信号通路的活化,表明HBXIP确实参与了机体的炎症反应。(4)利用细菌吞噬实验及菌落稀释平板计数法、爬片实验检测巨噬细胞的生物学功能,结果表明HBXIP不影响巨噬细胞的吞噬能力,但能够增强巨噬细胞的杀伤能力。(5)通过检测在USA300刺激下HBXIP过表达或低表达细胞中mTOR信号通路相关蛋白及自噬标记蛋白LC3、溶酶体膜蛋白LAMP1、转录因子TFEB的表达情况;qPCR技术检测自噬相关基因的表达情况;用免疫荧光技术检测自噬泡的形成情况;用吖啶橙、Lyso-Tracker Red染色检测溶酶体的生物学活性;结果表明HBXIP细胞能够促进自噬的形成,增强细胞自噬。(6)用自噬相关的激动剂(Torin1)、抑制剂(3-MA)及(Baf-A1)处理HBXIP过表达细胞,然后用免疫荧光技术检测自噬体的变化情况;用菌落稀释涂板计数法检测细菌载量;用ELISA检测炎症因子的表达情况。结果表明自噬有助于增强机体的抗菌能力,进而抑制炎症反应。综上所述,HBXIP的确参与了机体的抗菌抗炎反应,一方面,HBXIP抑制mTOR通路的活化,调控了自噬的起始;另一方面,HBXIP促进TFEB进入细胞核,调控自噬相关基因的表达及溶酶体的生物学功能,进而增强细胞自噬来调控宿主的抗菌免疫。本研究打开了HBXIP分子研究的新领域,为预防及治疗炎症相关疾病提供了新的研究方向。
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