肺上皮细胞补体受体3介导烟曲霉侵染的分子机制及其与磷脂酶D信号通路的关系研究

Complement receptor 3, a member of integrin family, can mediate immunocytes to adhere and phagocytize pathogens, release different inflammatory factors. The expression and function of CR3 in pulmonary epithelial cells is rarely reported. Aspergillus fumigatus is an important opportunistic fungal pathogen,which can internalize into pulmonary epithelial cells leading to inflammatory factors releasing and life-threatening invasive pulmonary aspergillosis, however,the detailed mechanism of A.fumigatus interaction with epithelial cells is still unclear. We found that CR3 could be expressed in A549 and mediate A.fumigatus activating Phospholipase D ,the important signaling molecular in A549. In this study,we will research the expression and functions of CR3 during A.fumigatus internalizing into pulmonary epithelial cells and investigate the signaling pathways of CR3 mediating inflammatory factors releasing and A.fumigatus internalization, analyze the interaction between CR3 mediating A.fumigatus internalization and PLD signaling pathway. These will reveal the specific mechanism of A.fumigatus internalization into pulmonary epithelial cells,understand the functions of CR3 and provide possible drug targets to develop new antifungal drugs.

补体受体3是粘附分子整合素家族中的一员，可介导天然免疫细胞对病原体的粘附、吞噬以及各种重要炎症因子的释放，而补体受体3是否在肺上皮细胞中表达及功能如何尚未见报道。重要病原真菌烟曲霉能内化侵入肺上皮细胞，诱发炎症因子释放，引起侵袭性肺曲霉病，但其具体调控机制仍不清楚。我们在前期研究中发现补体受体3可在肺上皮细胞中表达，能够介导烟曲霉显著激活A549肺上皮细胞内重要信号蛋白磷脂酶D。本课题拟在此基础上探讨烟曲霉侵染肺上皮细胞过程中补体受体3的表达及其介导烟曲霉侵染的规律，并研究补体受体3调控上皮细胞炎症因子释放及烟曲霉内化侵入的信号通路，深入分析补体受体3介导烟曲霉侵染与磷脂酶D信号通路的关系。这将有助于揭示烟曲霉侵染肺上皮细胞的具体分子机制，拓展人们对补体受体3功能的认识，也为开发新一代抗真菌药物提供可能的药物靶点。

补体受体3（CR3）是粘附分子整合素家族中的一员，可介导天然免疫细胞对病原体的粘附、吞噬。但补体受体3是否在肺上皮细胞中表达及其功能如何尚未见报道。重要病原真菌烟曲霉能内化侵入肺上皮细胞并存活下来，引起免疫低下病人的侵袭性肺曲霉病，但其具体调控机制仍不清楚。我们在前期研究中发现烟曲霉能显著诱导肺上皮细胞内重要信号分子磷脂酶D激活，而磷脂酸（PA）是磷脂酶D催化磷脂酰胆碱后的重要产物之一，其参与宿主细胞形态变化等重要功能，但在烟曲霉侵入肺上皮细胞过程中发挥何种作用未见报道。本课题在此基础上探讨烟曲霉侵入肺上皮细胞过程中CR3的表达规律及其介导烟曲霉侵入的信号转导机制。研究结果如下：首次明确肺上皮细胞表面有CR3的表达，CR3能够介导烟曲霉粘附并内化侵入肺上皮细胞，血清中C3成分也能调理并促进烟曲霉内化侵入肺上皮细胞。其次，烟曲霉膨胀孢子而非休眠孢子能显著增加肺上皮细胞内PA含量，在没有血清调理的情况下，烟曲霉表面多糖成分β-1,3-glucan可诱导肺上皮细胞内PA含量升高，而血清调理后的β-1,3-glucan则失去这种作用。肺上皮细胞在烟曲霉侵入过程中会将胞内多余PA排到胞外以维持正常浓度。外源商品化PA能显著促进非血清调理烟曲霉的内化侵入效率，但会降低血清调理烟曲霉的内化侵入效率。此外，烟曲霉内化侵入能激活CR3下游信号分子FAK，FAK表达的下降和活性的抑制会降低烟曲霉的内化侵入效率，也会抑制烟曲霉诱导宿主细胞内PA含量增加的能力。最后，我们发现小鼠肺泡灌洗液中有C3存在，并能够促进烟曲霉内化侵入小鼠原代肺上皮细胞；在人肺组织的免疫组化切片中也发现了肺上皮细胞有CR3的表达。本课题的完成将有助于揭示烟曲霉侵入肺上皮细胞的具体分子机制，拓展人们对CR3功能的认识，也为开发新一代抗真菌药物提供可能的药物靶点。