关键词:
分枝杆菌
PDIM
IQGAP1
VEGF
摘要:
研究背景:众所周知,结核病是一种危害严重的传染性,引起结核病的是结核分枝杆菌,是一种细胞内的病原菌。结核分枝杆菌既不产生内毒素,也不分泌外毒素和侵袭性酶,它的致病性主要与细菌细胞壁上高含量的脂质成分有关。目的:探讨骨架蛋白IQGAP1(IQ motif-containing GTPase-activating protein 1)在分枝杆菌细胞壁脂质PDIM介导感染和肉芽肿形成中的作用,揭示IQGAP1调控p38MAPK和VEGF表达对分枝杆菌感染与致病的机制;并进一步研究骨架蛋白IQGAP1的小分子抑制剂对分枝杆菌PDIM介导致病的影响,为寻找和鉴定新的结核病的治疗靶点提供实验依据。方法:研究工作主要通过结合体外Raw264.7巨噬细胞感染实验和小鼠体内感染实验完成。1.揭示IQGAP1对分枝杆菌感染早期炎症因子表达的影响及p38MAPK信号在该过程中的作用。(1)Raw264.7巨噬细胞培养传代后,随机分为3组:无菌PBS处理作为对照(Mock)、野生型海分枝杆菌感染组(wide-type,WT)、海分枝杆菌细胞壁毒力成分PDIM缺失突变株(ΔPDIM)感染组。western blot检测感染后0.5 h、1 h、2 h、4 h时IQGAP1的蛋白表达。(2)感染4 h时,q RT-PCR检测促炎因子(TNF-α、IL-6)和抑炎因子(TGF-β、IL-10)的表达;western blot检测IQGAP1、TNF-α、TGF-β及p38MAPK和NF-κBp65的磷酸化水平。(3)设计合成针对IQGAP1的si RNA序列和过表达质粒(GV219_Iqgap1)并分别转染Raw264.7巨噬细胞,再分别感染WT或?PDIM菌株,q RT-PCR检测上述促炎或抑炎因子的表达;western blot检测IQGAP1、TNF-α、TGF-β及p38MAPK和NF-κBp65的磷酸化水平。Confocal检测IQGAP1的si RNA干扰或过表达对细菌感染过程NF-κBp65入核的影响。(4)Raw264.7细胞分别感染WT和?PDIM菌株,q RT-PCR检测p38MAPK磷酸化级联反应的关键激酶如MKK3和MKK6及失活激酶的磷酸化酶如MKP1和MKP5的表达;Raw264.7细胞分别转染IQGAP1的si RNA和过表达质粒后再检测上述分子的表达;在上述两步实验结果基础上,western blot检测WT和?PDIM菌株感染后MKK3磷酸化水平及过表达或抑制IQGAP1后MKK3磷酸化水平的变化。(5)ΔPDIM菌感染Raw264.7细胞,再用p38MAPK抑制剂SB203580处理细胞,western blot检测不同时间点NF-κBp65磷酸化表达;用ΔPDIM菌和Gossypetin(MKK3/MKK6的特异抑制剂)共孵育Raw264.7细胞,western blot检测MKK3磷酸化水平。(6)构建海分枝杆菌的小鼠尾静脉感染模型,然后第7天时小鼠腹腔注射骨架蛋白抑制剂——Nocodazole(每2天一次),连续注射七次后处死小鼠,比较小鼠尾巴大体病变,收集小鼠尾组织研磨涂板计算菌载量,HE染色观察比较组织病理学变化;同时western blot检测IQGAP1等蛋白的表达变化。2.探讨分枝杆菌感染过程中诱导IQGAP1对VEGF表达的意义与机制。(1)建立上述相同的Raw264.7感染模型,感染4 h时,western blot和ELISA分别检测细胞及上清液中VEGF的蛋白表达。(2)将IQGAP1的si RNA序列和GV219_Iqgap1质粒分别转染Raw264.7巨噬细胞,再分别感染WT或?PDIM菌株,western blot检测VEGF的表达。(3)用VEGF-receptor的特异性抑制剂阿西替尼(Axitinib)处理Raw264.7细胞,然后western blot检测VEGF及IQGAP1的表达。(4)收取小鼠尾静脉感染模型中的尾组织,western blot检测VEGF的表达;免疫组化染色观察IQGAP1和VEGF的表达和分布。(5)结核分枝杆菌感染的小鼠、兔子和猴子的肺组织及临床结核病人样本中IQGAP1和VEGF的表达与分布。结果:***1通过调控p38MAPK信号通路影响分枝杆菌感染早期炎症因子的表达。(1)Raw264.7巨噬细胞感染模型上,WT菌株感染组IQGAP1蛋白水平明显上调(**P<0.01),而在ΔPDIM组表达微弱。(2)q RT-PCR检测发现WT菌株感染组中抑炎因子(TGF-β、IL-10)的表达显著高于ΔPDIM组(**P<0.01),而促炎因子(TNF-α、IL-6)显著低于ΔPDIM组(**P<0.01)。Western blot检测发现ΔPDIM组中