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研究背景结核病(TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)感染引起的一种致死性的慢性传染病,至今已经存在了数千年,是威胁全球人类健康的主要原因之一。近年来,干扰素(IFNs)与一线抗生素合用成为临床上治疗TB,尤其是耐多药结核病(MDR-TB)的高效疗法。IFNs主要通过与不同类型的受体结合,激活JAK-STAT通路,诱导下游成百上千种干扰素刺激基因(ISGs)的表达,参与调控宿主免疫反应,决定感染性疾病的结局。有少数ISGs(如ISG15,IFITM3,IRF1等)已被报道在抗结核中发挥重要作用,然而其他ISGs是否参与宿主抗结核免疫反应尚未可知。黏液病毒抗性蛋白1(Myxovirus resistance protein1,MxA)具有广谱抗病毒功能,是经典的ISGs之一,文献报道,在TB患者以及结核菌素阳性反应者体内MxA高表达,但是MxA是否调控MTB感染暂无研究。研究内容1.在巨噬细胞(Mφs)中筛选影响MTB感染的ISGs;2.研究MxA在MTB感染的Mφs中的表达情况及MxA对MTB在Mφs内存活的效应;3.探究MxA作用MTB感染的分子机制。研究方法1.mRNA表达检测:实时荧光定量PCR(qRT-PCR);2.蛋白表达与活化检测:细胞免疫荧光、蛋白质印迹;3.细胞因子表达检测:Multiplex Luminex、ELISA;4.胞内MTB存活检测:平板菌落计数实验(CFU)。研究结果1.8种ISGs在MTB感染后的Mφs中的mRNA表达水平明显上调;2.沉默MxA和Ddx58能限制Mφs中MTB存活;3.在MTB感染的THP-1-Mφs和hMDMs中MxA的mRNA及蛋白水平的表达明显上调;4.在THP-1-Mφs和hMDMs中沉默MxA限制MTB存活;5.沉默MxA通过促进促炎性细胞因子IL-1β、IL-6及TNF-α等关键抗菌因子的分泌限制Mφs中MTB存活,而不影响NO或趋化因子的表达、自噬、凋亡及焦亡;6.MxA促进MTB感染不依赖于JAK-STAT1-IFNs信号传导;7.MxA沉默激活NF-κB信号通路限制胞内MTB;8.沉默MxA上调IKKα/β磷酸化水平激活NF-κB通路发挥抑菌作用;9.沉默MxA上调TAK1磷酸化水平激活IKKα/β-NF-κB通路发挥抑菌作用;10.低浓度INH可以促进MxA沉默所激活的TAK1-IKKα/β-NF-κB信号通路活化从而增强抑菌效果。结论在本研究中,我们筛选了由MTB感染所诱导的八种重要的ISGs对Mφs中MTB感染的潜在影响,结果发现黏液病毒抗性蛋白1(MxA)和DExD/H-Box解旋酶58(Ddx58,也称为RIG-I)能够促进Mφs内的MTB生长。进一步研究表明MTB感染可以显著诱导THP-1-Mφs和hMDMs中MxA的mRNA及蛋白表达,而MxA的沉默有效抑制了 MTB的胞内存活。深入探究机制发现MxA沉默能诱导NF-κB p65磷酸化随之增加其易位入核,从而促进IL-1β,IL-6和TNF-α的分泌。此外,我们发现TAK1和IKKα/β的磷酸化激活对于沉默MxA后的NF-κB p65激活起着关键作用。随后,我们采用MxA沉默联合低浓度异烟肼(INH)处理细胞,结果表明该组合可以促进TAK1-IKKα/β-NF-κB信号通路激活并独立对抗MTB感染。我们的结果揭示了 MxA在调节TAK1-IKKα/β-NF-κB信号激活和产生抗菌炎性细胞因子方面的新型作用,并为临床治疗提供了潜在靶点。