CD147分子调节恶性疟原虫诱导的单核巨噬细胞活化及分子机制研究

Plasmodium malaria is a major disease that threatens human health. Monocytes/macrophages are important effector cells that kill Plasmodium. CD147 is an important marker of immune activation and a receptor for many pathogenic microorganisms. However, the role and molecular mechanism of CD147 regulating the monocyte/macrophage activation induced by Plasmodium falciparum remains unclear, and there is no research on its distal regulatory elements. Here, we proposed a scientific hypothesis: after Plasmodium infection, the distal regulatory element interacts with the CD147 promoter by DNA cyclization, stimulates the up-regulation of CD147 expression in monocyte/macrophage, and CD147 molecules promote monocyte/macrophage activation via the ERK/NF-κB pathway, thereby induces the effective resistance of the immune system to the Plasmodium infection. The aim of this study is to determine the role of CD147 in regulating monocyte/macrophage immune response and signal pathway after infection with Plasmodium by in vitro co-culture model and humanized mouse model. The distal regulatory element X, which regulates CD147 expression, will be identified by the mature circular chromosome conformation capture technique from our laboratory, and the function of gene X will be verified in humanized mice, in order to discover new mechanism and strategy for anti-malaria.

恶性疟疾是危害人类健康的重大疾病。单核巨噬细胞是杀伤疟原虫的重要效应细胞。 CD147分子是免疫细胞活化的重要标志，也是多种病原微生物的受体。然而，CD147调控疟原虫引起的单核巨噬细胞免疫应答的作用和机制尚不明确，且未有关于其远端调控元件的研究。我们提出科学假说：恶性疟原虫感染后，远端调控元件通过DNA环化和CD147基因启动子互作，调控单核巨噬细胞CD147分子表达上调，CD147分子继而通过ERK/NF-κB通路促进单核巨噬细胞的免疫反应，从而诱导其有效抵抗机体疟原虫感染。本课题旨在通过体外共培养模型、人源化小鼠恶性疟疾感染模型等实验体系，确定恶性疟疾感染后，CD147分子调控单核巨噬细胞免疫应答的作用及信号通路，通过课题组成熟的环形染色体构象捕获技术确定调控CD147表达的远端调控元件X，并在人源化小鼠体内验证X的功能。以期发现新的作用机制和抗疟疾新策略。

疟疾，作为经蚊虫传播的一种常见、重要的寄生虫病，是世界上发病率和死亡率最高的虫媒传染病之一。其中，恶性疟疾是世界上最重要的疟疾寄生虫病，2021年，全球疟疾病例数2.47亿例，与2020年相比增加了200万例，死亡61.9万例。单核巨噬细胞是杀伤疟原虫的重要效应细胞，在疟疾免疫中占很重要的地位，其免疫反应中的一些重要标志物、免疫分子等都可以作为治疗疟疾的有效靶点。CD147是免疫细胞活化的重要标志；是多种病原微生物入侵宿主的受体。了解CD147分子在疟原虫引发的单核巨噬细胞免疫反应中的作用及分子机制，是值得我们一探究竟的科学问题。.本研究通过构建恶性疟原虫感染的红细胞和THP-1共培养模型，使用ELISA、LUMINEX等检测方法，发现共培养模型中的THP-1细胞的各项细胞因子活化指标随时间上调 ；当CD147分子敲低后，各项细胞因子活化指标下调；同时，在与恶性疟原虫感染的红细胞接触后的72小时内，THP-1细胞的CD147分子与清道夫受体CD36转录谱一致；同时通过抗体芯片发现，上调CD147分子时，巨噬细胞ASC与BCL-10显著上调，该通路先前在RNA病毒感染中报道。.此外，之前项目承担人发现的CD147分子的配体RAP2，使用该候选靶点构建mRNA疫苗，编号为Ma006，该疫苗免疫小鼠后获得的抗血清具有恶性疟原虫体外感染抑制功能，当抗血清稀释倍数为25 倍时，感染抑制率可达60.3%。证明该候选靶点有一定继续开发前景。.本研究阐释了CD147分子在恶性疟原虫感染过程中，对巨噬细胞活化的重要作用及机制。并通过免疫小鼠抗血清的功能实验，验证了所发现的CD147分子的配体RAP2可作为候选疫苗靶点。