结核杆菌脂质成分诱导的气道上皮细胞反应及其在肺结核病发生中的作用

Airway epithelial cells constitute a significant barrier of host that defends against Mycobactrium tuberculosis (MTB). As lipids are important components of MTB, immune responses to these antigens are of considerable interest. Current researches on immune responses to MTB lipid components are focused on classic immune cells such as macrophages and T cells. Studies on airway epithelial cell response to MTB lipid components have been scarcely reported. By means of cell co-culture system and gene modified mice et al., we will explore airway epithelial cell response to MTB lipid components and its impacts on immune response and immune protection. Specifically, the contents of present studies include: the effect of the lipid components on morphology, proliferation, apoptosis and immune related functions of airway epithelial cells; the immune regulatory function of lipid-activated airway epithelial cells on dendritic cells, T and B cells; the role of TLR2 in airway epithelial response to MTB lipid components; the potential role of lipid-triggered airway epithelial response in the pathogenesis of pulmonary tuberculosis (TB). Results from these studies would allow better understanding of the pathological significance of lipid components in lung infection by MTB, and provide useful clues for the applications of such components in the prevention and treatment of TB.

气道上皮细胞是抵御结核分枝杆菌（MTB）经呼吸道入侵的一道重要防线。脂类物质是MTB的重要组分，针对这类抗原的免疫应答是宿主抗MTB感染的重要内容。目前有关MTB脂质成分诱导免疫应答的研究多见于巨噬细胞和T细胞等经典的免疫细胞，而气道上皮细胞对MTB脂质成分免疫应答研究鲜见报道。本项目拟运用混合细胞培养、基因修饰小鼠等系统探讨MTB菌体脂质成分诱导的气道上皮细胞反应及其对机体免疫应答的影响。内容包括MTB脂质成分对气道上皮细胞形态、增殖、凋亡和免疫功能的影响；MTB脂质成分活化气道上皮细胞对树突状细胞、T、B细胞免疫功能的调节；TLR2在MTB脂质成分诱导的上皮细胞反应中的作用；MTB脂质成分-气道上皮细胞的相互作用在肺结核免疫病理中的机制。上述研究旨在阐明气道上皮细胞在抗MTB感染中的免疫保护作用。研究结果将具有重要的理论意义，而且对于结核病免疫预防和治疗具有潜在应用价值。

研究背景：. 观察结核杆菌脂质抗原及结核杆菌耐热抗原(Mtb-HAg)对人外周血单个核细胞(PBMC)的作用。探讨Mtb-HAg对人肺腺癌细胞株A549细胞肺泡表面活性物质相关蛋白B(SP-B)的分泌和细胞凋亡的影响。. 主要研究内容：. 健康人PBMC分离诱导出非成熟树突状细胞( imDC) 后分别加入结核杆菌全脂质（TLIP） 、丙酮可溶性脂质( ASLIP) 、纯硫脂( PSLIP) 、脂阿拉伯糖( LAM) 、脂甘露聚糖( LM) 和Mtb-HAg， 同时设置对照组。用 CFSE 标记淋巴细胞后，与被相应抗原刺激后的 DC 共培养。用FCM检测 T 淋巴细胞亚群的增殖和分泌细胞因子的情况。. 用不同浓度的Mtb-HAg分别刺激A549细胞，同时设置空白对照和LPS阳性对照。运用ELISA法检测各组培养上清中的SP-B的表达量；实时荧光定量PCR法检测各组中SP-B基因SFTPB的相对表达量；FCM检测Mtb-HAg引起的细胞凋亡。. 主要结果：. 相较于空白组，所有脂质和Mtb-HAg都能促进 NKT 细胞和 CD8+ T 细胞增殖( P＜0. 05) ; ASLIP、LAM、LM 和可Mtb-HAg以促进非增殖的 CD4+ T 细胞分泌 IL-4，或者促进增殖的 CD4+ T 细胞分泌 IFN-γ ( P＜0. 05); 所有脂质抗原( 除了 LM) 和Mtb-HAg都能促进增殖的 γδT 和 CD8+ T 细胞分泌 IFN-γ和 TNF-α，而 LM 能抑制增殖的 CD8+ T 细胞分泌 TNF-α。. Mtb-HAg刺激A549细胞，实验组的SP-B表达量低于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；相同培养时间，随着Mtb-HAg浓度的增加实验组SFTPB的相对表达量显著低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。有效刺激浓度的Mtb-HAg作用于A549细胞，其凋亡率显著高于空白对照组（P<0.05）。. 科学意义：. 结核杆菌脂质抗原和Mtb-HAg能激活 PBMC 的特异性免疫反应，特别是 CD1 限制性 T 细胞的应答。. Mtb-HAg抑制A549细胞表达SP-B，并能诱导A549细胞发生凋亡。