p53基因敲除小鼠对单增李斯特菌的易感性分析及其机制研究

The tumor suppressor p53 is involved in the regulation of innate and adaptive immune responses, which plays an antiviral activity. However, whether p53 has anti-bacterial function remains unclear. Listeriosis is considered as a zoonosis, a disease caused by ingestion of food contaminated with Listeria monocytogenes (L. monocytogenes, LM) in human and animal, which has important significance in public health. L. monocytogenes had started to be used as a powerful model to study innate and adaptive immunity in the early 1960s. Previous studies indicated that the incidence of listeriosis in the patients with p53 abnormalities was relatively high. Furthermore, our previous studies showed that p53 knockout (p53-/-) mice were more susceptible to L. monocytogenes, which indicated that p53 played a role in anti-L. monocytogenes infection. Thus, this study attempts to examine the role and mechanism of p53 in anti-bacterial infection. The comparative analysis of pathogenicity, tissue distribution of L. monocytogenes to p53-/- mice and p53+/+ mice will be performed to determine the role of p53 in anti-L. monocytogenes infection. Then, the influence of p53 on innate and adaptive immune responses to L. monocytogenes will be examined using DNA microarray technology, which will aid in elucidating the mechanism of p53 in anti-L. monocytogenes infection. This study will be the first examination of the anti-bacterial infection functions of p53 by regulation of innate and adaptive immune responses to L. monocytogenes. Furthermore, it will provide a new insight in the function of p53, which will increase the understanding of p53 and contribute to the prevention and control of listerosis.

研究发现肿瘤抑制因子p53参与调控机体先天性和获得性免疫应答发挥抗病毒作用，而p53是否具有抗细菌作用尚不清楚。单增李斯特菌具有重要公共卫生意义，且是研究细菌的先天性及获得性免疫的模型。调查发现p53异常的肿瘤病人感染单增李斯特菌的几率增高；且我们前期研究发现p53基因敲除小鼠对单增李斯特菌的易感性增强，初步表明p53具有抗单增李斯特菌感染的作用。本项目拟以单增李斯特菌感染p53-/-和p53+/+小鼠为模型，比较分析其致病性、组织分布及载量差异；然后采用全基因表达谱芯片等技术分析单增李斯特菌感染过程中p53对机体先天性及获得性免疫应答的调控作用，阐明p53抗单增李斯特菌感染的作用机制。通过本项目可证实p53具有抗单增李斯特菌感染的作用，在国内外首次表明p53参与调控机体的免疫应答发挥抗细菌感染作用，开辟p53抗细菌感染研究新领域，这必将增加对p53功能的认知和有助于单增李斯特菌病的防控。

研究发现肿瘤抑制因子p53参与调控机体先天性和获得性免疫应答发挥抗病毒作用，而p53是否具有抗细菌作用尚不清楚。单增李斯特菌具有重要的公共卫生学意义，是研究胞细菌先天性及获得性免疫的模型。我们前期研究发现p53敲除（p53-/-）小鼠对单增李斯特菌的易感性增强，初步表明p53具有抗单增李斯特菌感染的作用。因此本课题对p53抗单增李斯特菌感染作用及其机制进行研究。首先，建立并优化p53敲除（p53-/-）小鼠繁育体系，为课题的顺利实施奠定了基础。其次，分离鉴定单增李斯特菌临床分离株，然后分别以单增李斯特菌标准株和临床分离株感染p53敲除（p53-/-）和p53野生型（p53+/+）小鼠，结果表明p53抗单增李斯特菌感染作用具有普遍性。第三，选择研究背景明确的单增李斯特菌标准株10403s感染p53敲除（p53-/-）小鼠和p53野生型（p53+/+）小鼠，结果显示p53敲除（p53-/-）小鼠感染单增李斯特菌后临床症状和病变程度均显著高于p53野生型（p53+/+）小鼠。第四，动物及细胞感染试验结果显示单增李斯特菌10403s在p53敲除（p53-/-）小鼠脾、肝和p53基因沉默RAW 264.7细胞中的细菌数高于p53野生型（p53+/+）小鼠及细胞，而单增李斯特菌在p53过表达细胞中的数量显著低于正常对照组，表明p53可以抑制单增李斯特菌在小鼠及细胞内的增殖及感染。第五，采用基因芯片技术测定单增李斯特菌感染p53野生型（p53+/+）和p53敲除（p53-/-）小鼠脾脏的全基因表达谱，发现与单增李斯特菌感染相关的主要为炎性因子、趋化因子、细胞凋亡等相关因子。另外，我们在细胞水平上对p53过表达细胞和单增李斯特菌感染p53基因沉默细胞中抗单增李斯特菌感染相关基因表达情况进行了分析，结果和动物水平基本一致。第六，通过转录组芯片初步筛选到p53调控基因GBP1，而其他研究者结果表明GBP1具有抗单增李斯特菌感染作用，本课题通过试验证明p53通过转录调控GBP1的表达发挥抗单增李斯特菌感染作用。通过本课题的实施，在国内外首次证实了p53具有抗单增李斯特菌感染的作用，开辟p53抗细菌感染研究新领域，必将增加对p53功能的认知和有助于单增李斯特菌病的防控。