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研究背景:由结核分枝杆菌(M tuberculosis,MTB)感染引起的结核病是全球感染率最高的传染病。宿主天然免疫是机体抗M tuberculosis感染的第一道防线,巨噬细胞(Mφ)在天然免疫抗结核感染过程中发挥重要作用。但M.tuberculosis通过多种机制抑制其杀菌活性,实现免疫逃逸。巨噬细胞表面介导M.tuberculosis感染的模式识别受体主要为Toll样受体(TLR),其下游信号通路发挥重要的抗结核免疫调节效应。β-arrestin 2为经典的支架蛋白,参与G蛋白偶联受体下游MAPK等信号通路的调控,并调节LPS激活的TLR4下游NF-κB等通路。但β-arrestin 2在巨噬细胞抗M.tuberculasis感染中的效应与机制尚未见报道。研究内容:1.检测结核病患者体内β-arrestin 2表达及其在实验动物体内的抗结核免疫调节效应;2.检测M.tuberculosis感染巨噬细胞中β-arrestin2的表达及调节胞内菌存活的效应;3.探讨β-arrestin 2调节巨噬细胞杀菌机制的效应;4.检测β-arrestin 2调节巨噬细胞抗M.tuberculosis感染活性的信号通路机制;5.探讨β-arrestin 2-ERK1/2信号通路的上游TLR种类。研究方法:1.结核患者肺组织与小鼠组织病理检测:免疫组化与HE染色;2.蛋白表达与活化检测:荧光定量PCR、免疫荧光、Western blot;3.细胞因子表达检测:荧光定量PCR和ELISA;4.细胞与小鼠体内M.tuberculosis存活检测:平板菌落计数实验。研究结果:1.结核病患者病灶部位β-arrestin 2表达增加,在实验动物体内沉默β-arrestin 2,显著减缓机体损伤;2.M tuberculosis感染巨噬细胞中,β-arrestin 2 mRNA水平先降低后升高,蛋白水平持续升高;3.β-arrestin 2抑制巨噬细胞对胞内M tuberculosis的杀伤;4.β-arrestin 2抑制M tuberculosis感染巨噬细胞中炎性细胞因子的表达;5.β-arrestin 2通过抑制ERK1/2信号通路活化而调节M.tuberculosis感染巨噬细胞炎症反应;6.β-arrestin 2-ERK1/2信号通路介导TLR2的信号传递。结论:本课题研究发现,β-arrestin 2在M tuberculosis感染巨噬细胞中表达增加;沉默β-arrestin2可显著促进TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,进而抑制Mtuberculosis存活,减少实验动物组织损伤。机制研究显示,β-arrestin 2抑制TLR2下游ERK1/2的活化和转录调控活性,调节TNF-α的表达,从而调节巨噬细胞抗M.tuberculosis感染活性。综上,M.tuberculosis感染后表达上调的β-arrestin2抑制巨噬细胞对胞内菌的杀伤作用,促进M.tuberculosis的免疫逃逸,TLR2-β-arrestin2-ERK1/2-TNF-α作用轴为抗结核免疫疗法提供了新的靶标。