B7-H3经TLR2信号通路放大肺炎球菌脑膜炎免疫炎症反应的机制研究

Bacterial meningitis is the most common infectious disease of the central nervous system in childhood, but the precise immunopathological mechanism involved has not yet fully elucidated. Costimulatory molecules are important components during the anti-infection immune response. Among them, the costimulatory molecule B7-H3 plays a key role in immune regulation. The gram-positive Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) is the most common pathogen of bacterial meningitis in children, and TLR2 is an innate recognition receptor for gram-positive bacteria. Our previous work has shown that B7-H3, via a TLR2-dependent manner, augments S. pneumoniae-stimulated inflammatory response and exacerbates the disease status of pneumococcal meningitis. In this research proposal, we will use both in vitro and in vivo experimental systems and aim to identify the TLR2 signaling and molecular mechanisms responsible for B7-H3-induced amplification of the inflammatory response during pneumococcal meningitis by analysis TLR2 and TLR2-associated signal transduction pathway at cellular membrane, intracellular, and post-transcriptional levels. As the impact of B7-H3 on TLR2-mediated signal transduction pathway and inflammatory response has not been reported, this proposed research is originally innovative, and will provide new clues for elucidation of the mechanism involved in B7-H3-induced augmentation of the innate immune response as well as new targets for immune intervention during bacterial meningitis.

细菌性脑膜炎是儿童期最常见的神经系统感染性疾病,其确切免疫病理机制尚待进一步确定。协同刺激分子是介导抗感染免疫应答过程的重要成分，其中，协同刺激分子B7-H3在免疫应答中发挥着重要的调控作用。 肺炎链球菌是儿童细菌性脑膜炎最常见的革兰氏阳性致病菌，TLR2是革兰氏阳性菌的天然识别受体。本课题旨在我们前期对B7-H3的系列研究，特别是发现B7-H3经TLR2依赖性机制放大肺炎球菌脑膜炎的炎症反应和加剧病情进展的工作基础上，以TLR2以及TLR2介导的炎症信号通路为切入点，从细胞膜、细胞内和转录后三方面机制展开研究，通过体内外实验系统分析B7-H3放大肺炎球菌脑膜炎免疫炎症反应的TLR2信号机制。B7-H3对TLR2信号通路和TLR2介导的炎症反应的作用机制研究目前未见报道，本研究具有源头创新性，将为阐明B7-H3放大天然免疫反应的机制提供新线索，为细菌性脑膜炎的免疫干预提供潜在的干预靶标。

细菌性脑膜炎是儿童期最常见的神经系统感染性疾病, 目前仍有较高的死亡率和较严重的神经系统后遗症。在全球范围内，细菌性脑膜炎排在感染死亡病例的前1O位。其确切免疫病理机制尚待进一步确定。协同刺激分子是介导抗感染免疫应答过程的重要成分，其中，协同刺激分子B7-H3在免疫应答中发挥着重要的调控作用。 肺炎链球菌是儿童细菌性脑膜炎最常见的革兰氏阳性致病菌，TLR2是革兰氏阳性菌的天然识别受体。本课题旨在我们前期对B7-H3的系列研究，特别是发现B7-H3经TLR2依赖性机制放大肺炎球菌脑膜炎的炎症反应和加剧病情进展的工作基础上，以TLR2以及TLR2介导的炎症信号通路为切入点，从细胞膜、细胞内和转录后三方面机制展开研究，通过体内外实验系统分析B7-H3放大肺炎球菌脑膜炎免疫炎症反应的TLR2信号机制。B7-H3对TLR2信号通路和TLR2介导的炎症反应的作用机制研究目前未见报道，本研究具有源头创新性，将为阐明B7-H3放大天然免疫反应的机制提供新线索，为细菌性脑膜炎的免疫干预提供潜在的干预靶标。..实验结果显示，在小鼠原代小胶质细胞和N9细胞株的体外实验中，B7-H3 没有增加肺炎链球菌（SP）诱导的TLR2 mRNA 和蛋白的表达，而是放大了SP诱导的NF-kB p65, MAPK p38和 ERK1/2的磷酸化，B7-H3 自身对NF-kB p65, MAPK p38和ERK1/2无活化作用。而且，NF-kB p65, MAPK p38和ERK1/2的去活化剂减弱了SP诱导的小胶质细胞的炎症、趋化因子的分泌。在SP脑膜炎的小鼠模型中， B7-H3 没有放大TLR2和TLR2上游信号分子的表达，但是诱导了小鼠脑内MyD88-IRAK 免疫复合物的形成，而且B7-H3 显著活化了TLR2下游 NF-kB p65和MAPK p38通路。阻断NF-kB p65和MAPK p38信号通路，显著减少了SP小鼠脑组织炎症、趋化因子的产生，缓和了B7-H3 诱导的SP脑膜炎小鼠血脑屏障破坏的加重和疾病状态的加剧作用。以上结果表明，B7-H3 对SP脑膜炎小鼠炎症反应的放大和NF-kB p65、MAPK p38信号的活化有关。NF-kB p65 和/或 MAPK p38 信号有望成为减轻SP脑膜炎过强的炎症反应介导的脑损伤的治疗靶点。