微小RNA是近年来被广泛认可的基因调控子,通过与靶基因3′非编码区的碱基特异性配对导致其降解或翻译阻遏。结核分枝杆菌(MTB)与DC的相互作用是依赖C型凝集素和TLRs信号通路实现的,有关miRNAs调控TLRs/MyD88信号通路的研究,尚未报道。本研究利用miRNA芯片检测MTB感染前后DC中miRNA差异表达谱,筛选调控DC抗MTB感染的miRNAs,利用荧光素酶报告系统对TLRs信号通路的关键分子- - - - MyD88和TRIF的miRNAs进行功能验证,并构建miRNA过表达与抑制表达的慢病毒载体,建立MTB感染DC模型和小鼠模型,利用流式细胞仪、qPCR和蛋白印记技术,检测其TLRs信号通路中MyD88、TRIF等关键蛋白及细胞因子表达,验证miRNAs的靶向调控作用,揭示miRNAs调控DC中TLRs/MyD88信号通路及抗MTB感染的分子机制,为阐明MTB发病机理提供理论依据。
dendritic cell;miRNAs expression profile;TLRs/MyD88 Signaling pathway;autophagy;Latent infection
1.本项目从健康人外周血中分离单核细胞,制备了成熟的DC与H37Ra、BCG感染的细胞模型,然后提取总RNA,采用miRCURY LNA? microRNA Array芯片分析,结果显示DCs中高表达(标准值大于2)的miRNA具有85个,其中极显著高表达的有hsa-miR-142-3p、hsa-miR-21、hsa-miR-149、miR-144-3p、miR-17-5p和hsa-miR-638等,明晰了DC细胞感染H37Rv、H37Ra、BCG前后miRNA s差异表达谱。生物信息学预测显示,hsa-miR-142-3p、hsa-miR-149、 hsa-miR-638等小分子可以靶向TLRs/MyD88信号通路的IRAK、MyD88和MAPK等关键接头分子的调控,可能在DCs抗结核分枝杆菌的感染中起着重要的作用。 2.为了揭示miRNAs对TLRs/MyD88信号通路关键接头分子的调控机制,我们构建了相应的细胞模型,研究发现miR-203、miR-149、miR-142-3p 和miR-638可以分别靶向抑制TLRs/MyD88信号通路中的关键分子MyD88、IRAK-1和MAPK14,并抑制其下游基因NF-κB、TNF-α、IL-6的表达,负向调控结核分枝杆菌与RAW264.7巨噬细胞的炎性反应,揭示了miRNAs参与调控结核分枝杆菌在细胞内存活的机制。 3.通过对制备BCG感染RAW264.7的细胞模型,利用荧光素酶报告基因系统、Real-Time PCR 、Western blot和激光共聚焦等技术,研究发现BCG可诱导RAW264.7巨噬细胞发生自噬,感染BCG后miR-17-5p和miR-144-3p稳定性高表达,进一步研究发现miR-17-5p通过靶向抑制ULK1表达,miR-144-3p可靶向抑制自噬相关蛋白ATG4a的表达,负向调控细胞自噬的发生,并抑制自噬体和自噬溶酶体的成熟,证实miR-17-5p和miR-144-3p可能通过抑制自噬相关基因ULK1和Atg4a,抑制细胞自噬从而有利于BCG在巨噬细胞中存活,造成其在宿主细胞内潜伏感染。