蛋白酪氨酸磷酸酶PTP1B靶向STAT1负调控IRF7介导的抗绿脓杆菌感染

Pseudomonas aeruginosa, which often causes immuno-compromised individuals lung inflammation, is the major opportunistic pathogen leading lung cystic fibrosis patients’ death, and the mechanisms involved in the regulation of innate immune response activated by P. aeruginosa remain incompletely defined. It has been reported that protein tyrosine phosphatases (PTPs) may have a wide range of effect in host defense against pathogen infection by regulating the immune response. To the best of our knowledge, no PTPs have been identified to impact host defense against P. aeruginosa lung infection. Our previous study showed that PTP1B negatively regulates host defense against P. aeruginosa lung infection mediated by IRF7, and STAT1 may be the target of PTP1B. Thus, we will further detect the effect and mechanism of PTP1B regulating the host defenses against P. aeruginosa lung infection with knock-out mouse model and macrophage. The aims of this proposal are (1) To examine a role of PTP1B in the transcriptional function of STAT1 activated by P. aeruginosa infection with PTP1B-/- mice; (2) To examine a role of STAT1 in the process that PTP1B negatively regulates host defense against P. aeruginosa lung infection mediated by IRF7 with PTP1B-/-STAT1-/- mice; (3) To examine the mechanisms of PTP1B regulate the tyrosine phosphorylation of STAT1 by molecular interactions. This project will provide important information on the design of novel prophylactic and therapeutic strategies in P. aeruginosa - associated diseases.

绿脓杆菌常引起免疫功能低下人群肺部炎症，也是导致肺囊性纤维化病人死亡的主要致病菌，其激活机体固有免疫应答的调控机制尚需深入研究。蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)参与了宿主抵御病原体感染的免疫反应，但其在绿脓杆菌感染中的作用机理还知之甚少。我们的前期研究发现，PTP1B负调控IRF7介导的抗绿脓杆菌感染的固有免疫应答，其作用机制可能是通过STAT1实现的。本课题拟利用基因缺陷小鼠肺部感染模型和巨噬细胞感染模型，深入探讨PTP1B在绿脓杆菌肺部感染中的免疫调节作用与分子机制。本项目将(1)采用PTP1B-/-小鼠，检测PTP1B对绿脓杆菌激活STAT1转录功能的影响；(2)利用PTP1B-/-STAT1-/-双敲除小鼠，评价STAT1在PTP1B负调控IRF7介导的抗绿脓杆菌感染中的桥梁作用；(3)研究PTP1B与STAT1的分子间相互作用。本课题将为探索新型抗绿脓杆菌感染的防治方法提供理论依据。

绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种条件致病菌，主要引起急、慢性肺部感染。绿脓杆菌感染在肺囊性纤维化（cystic fibrosis，CF）患者中尤为常见，已经成为引起肺功能下降并导致病人死亡的重要因素。目前尚无疫苗预防绿脓杆菌感染；由于该菌的多重耐药性，临床上也缺乏有效的治疗手段。因此，寻求新的防治策略是亟待解决的重要问题。.维持适度的固有免疫应答水平是抵御细菌感染的关键。绿脓杆菌肺部感染激发的固有免疫应答受到多种分子的精细调控。寻找关键调控分子，深入认识该分子的免疫调节机制，将有助于探索新的绿脓杆菌防治手段。蛋白酪氨酸磷酸酶（PTPs）通过调节转录因子的磷酸化水平，广泛参与了宿主抵御病原体感染的免疫反应，然而其在绿脓杆菌感染中的作用机制还知之甚少。本项目的前期研究已经证明：蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）负调控抗绿脓杆菌感染的固有免疫反应。本课题进一步阐明了PTP1B在绿脓杆菌肺部感染中的免疫调节机制，对深入了解宿主抵御绿脓杆菌感染的固有免疫应答机理具有重要意义。.本项目利用PTP1B-/-敲除小鼠和PTP1B-/-STAT1-/-双敲除小鼠急性肺炎模型及体外中性粒细胞、巨噬细胞感染模型，探讨了PTP1B对绿脓杆菌激活STAT1转录功能的影响；评价了STAT1在PTP1B负调控IRF7介导的抗绿脓杆菌肺部感染中的桥梁作用；检测了PTP1B与STAT1的分子间相互作用。项目执行期间得到的重要结论如下：.（1）PTP1B抑制STAT1的磷酸化激活；.（2）STAT1是PTP1B的作用靶点；.（3）在中性粒细胞中，PTP1B靶向STAT1抑制一氧化氮（NO）介导绿脓杆菌的清除；.（4）我们在巨噬细胞中也发现PTP1B负调控对绿脓杆菌的杀伤，但有意思的是PTP1B虽然负调控TRIF-IRF-I型干扰素通路，但此过程并不依赖于STAT1。.上述发现不仅验证了立项假说：PTP1B通过STAT1信号分子负调控IRF7介导的抗绿脓杆菌感染，同时也提示我们PTP1B功能的复杂性。这些工作将为今后全面和深入分析PTP1B的免疫调节功能提供新的线索，为PTP1B抑制剂用于抗耐药性细菌感染治疗提供理论依据。