Wnt/β-catenin信号对结核分枝杆菌感染后巨噬细胞自噬调控机制研究

The autophagy of macrophage post infection with Mycobacterium tuberculosis Mtb has an important impact on the pathogenesis and outcome of tuberculosis. However, due to the complex signaling pathways involved in this biological process , the mechanism has not been well elucidated. Emerging evidence shows that Wnt/β-catenin signal involved in pathogenesis of diverse diseases through regulating autophagy of target cell. Whether Wnt/β-catenin signal is involved in regulating the autophagy of macrophage infected with Mtb remains unknown. . In the present study, firstely, we will explore the regulation of Wnt/β-catenin signaling pathway on the autophagy of macrophage with active or inhibitive Wnt/β-catenin signal and infection of Mtb. Then, Rapamycin and LiCl are employed to examine whether the mTOR-dependent or mTOR-independent pathway will involve in the autophagy process . And over expressed vector of Atg5 and Beclin1 are employed to examine the autophagy pathway regulated by Wnt/β-catenin signal. And our datas will reveal the mechanism of Wnt/β-catenin signal on the autophagy mechanism of the macrophages. It will provide a new insight into the theory basis for development of targeted drugs of tuberculosis .

巨噬细胞与结核分枝杆菌相互作用后发生的自噬对结核病的发生、发展及预后具有重要影响。但是，该过程涉及的信号通路十分复杂，其调控机制尚未阐明。近年研究表明，Wnt/β-catenin信号通过调控宿主细胞自噬参与多种疾病的发生发展过程。但其对结核分枝杆菌感染后巨噬细胞的自噬调控尚未见相关报道。 . 基于以上研究背景，本项目通过激活和阻断结核分枝杆菌感染后小鼠巨噬细胞的Wnt/β-catenin信号，探讨该信号对结核分枝杆菌感染后细胞自噬的调控作用。并进一步用Rapamycin和LiCl来研究该信号对自噬诱导环节的调控是依赖于mTOR-dependent还是mTOR-independent途径。并过表达自噬启始和膜延伸环节的关键基因Beclin1和Atg5，同时用小鼠体内试验验证，最终阐明Wnt/β-catenin信号对自噬的调控机制，并为结核病的预防及靶向药物研制提供理论依据。

结核病是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）感染引起的严重危害人类健康的人畜共患病，巨噬细胞作为MTB的主要宿主细胞和靶细胞可以通过自噬来清除入侵的病原体，从而有效抑制MTB在宿主细胞内的增殖；而MTB经过长期进化通过多种方式来逃避自噬及免疫杀伤作用，为自身在胞内增殖创造有利条件。但是，由于自噬是个复杂的生物学过程，其调控机制受到多种因素调控，其机制尚未完全阐明。Wnt/β-catenin信号作为参与细胞多种生命活动的重要通路，近年来发现其参与包括神经退行性疾病以及癌症等多种疾病中细胞自噬的调控作用。但Wnt/β-catenin信号是否参与调控结核分枝杆菌感染诱导巨噬细胞自噬尚未见系统报道。因此，本研究探讨了Wnt/β-catenin信号在结核分枝杆菌感染诱导巨噬细胞自噬过程中的调控作用及其机制。研究表明：. ① 成功建立BCG感染小鼠巨噬细胞RAW264.7自噬的模型，BCG在不同感染时间和不同感染复数下均可诱导巨噬细胞发生自噬，并且在感染12小时内具有时间梯度依赖性，而不同BCG感染复数处理下，巨噬细胞内自噬蛋白LC3的表达出现上升趋势。. ② Wnt/β-catenin信号通路可下调自噬体膜形成的几种关键蛋白的表达，并抑制巨噬细胞内自噬溶酶体及自噬流的形成，降低巨噬细胞自噬率，抑制巨噬细胞自噬的发生，从而对BCG感染后细胞自噬发挥负调控作用。. ③ Wnt3a可激活mTOR信号通路的多种关键基因，从而调控细胞自噬相关蛋白表达水平，阻止自噬体和自噬溶酶体的形成，抑制自噬的发生。由此可见，Wnt/β-catenin信号对BCG感染后细胞自噬的调控机制依赖于mTOR途径。. ④ 随着研究的深入，本研究还揭示RIP3和HIF-1α参与BCG感染后巨噬细胞自噬有调控作用，并揭示其调控机制。