海分枝杆菌-斑马鱼模型的抗结核研究进展

斑马鱼(Danio rerio,Zebrafish)模型是研究宿主-病原体相互作用的有力平台。因为其光学透明特性,斑马鱼幼虫感染模型有利于探索在活脊椎动物体内实时观察海洋分枝杆菌(Mycobacterium marinum, M. marinum)感染的早期阶段的发病机制。此外,斑马鱼幼虫免疫系统提供了探索海洋分枝杆菌与宿主免疫作用机制的条件。还因斑马鱼发育周期短、繁殖产量高、饲养条件低而备受欢迎,而海分枝杆菌因其实验环境要求低,基因相似性与结核分枝杆菌高而作为研究结核的备选细菌。因此,斑马鱼-海分枝杆菌感染模型的使用成为揭示结核病发病机制并研发药物的有效途径之一。     

结核分枝杆菌持续感染相关基因及其调控网络分析

结核分枝杆菌是结核病的致病菌, 也是迄今最成功的人类致病菌之一. 结核分枝杆菌能逃避宿主免疫攻击, 在人体内持续感染或呈休眠状态. 当人体免疫功能低下时, 持续感染或休眠的致病菌可能被重新激活. 结核分枝杆菌的持续感染是制约结核病控制计划成功的主要障碍之一. 揭示结核分枝杆菌持续感染的分子机制、寻找其中薄弱环节、发现适当的药物靶标并开发全新药物及免疫干预措施, 被认为是遏制结核病蔓延的关键. 结核分枝杆菌持续感染和再激活是众多基因协同的系统适应过程. 本文在全面分析全球结核分枝杆菌持续感染相关基因研究文献的基础上, 通过文本挖掘, 综合本实验室前期研究结果, 提出了结核分枝杆菌持续感染相关基因的调控网络, 为揭示结核分枝杆菌持续感染的机制, 筛选控制结核病的新靶标和免疫干预节点提供研究基础.     

结核分枝杆菌感染实验模型

结核分枝杆菌是引起人结核病的主要病原,全世界约有1/3人口感染结核分枝杆菌。尽管该病原可感染并引起许多动物疾病,但人类是其中心宿主。为研究结核分枝杆菌的致病机理及宿主对本病原的保护性和免疫病理学反应,选择合适的动物模型非常必要。本文阐述了结核病研究中常用的实验模型及各种模型的优缺点。实验模型的合理应用将促进我们对结核病的认识,从中获取的资料将有助于我们发现更好的预防和治疗方案。     

果蝇免疫研究进展及其感染分枝杆菌的免疫特征

耐药性、持续感染以及与HIV病毒的共感染等诸多因素导致一度得到控制的结核病死灰复燃, 有效控制日益严峻的结核病迫切需要深入认识其致病菌——结核分枝杆菌Mycobacterium tuberculosis的基础生物学特性, 以及宿主相应的免疫控制机理。目前尚无一个动物模型能够同时回答这些关键问题, 而利用多种动物模型有望从不同角度回答上述问题, 普遍认为果蝇Drosophila 是比较理想的研究结核病天然免疫的简易模式动物之一。本文综述了果蝇免疫研究的最新进展, 包括免疫途径及其新成员与负调控子, 重点总结了用海分枝菌杆菌M. marinum、偶发分枝杆菌M. fortuitum和耻垢分枝杆菌M. smegmatis等分枝杆菌感染果蝇的新发现, 其中包括感染期间不诱导抗菌肽表达, 多个宿主因子(如CD36家族成员和ESCRT)参与了应答, 鉴定出具有杀灭分支杆菌作用的β-己糖酰胺酶, 感染期间能量代谢相关基因差异表达等。这些工作为利用果蝇模型快速筛选治疗结核病的新药物靶标和药物先导物提供了思路。     

耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型的研究进展

潜伏结核感染(latent tuberculosis infection,LTBI)复发是新发结核病的主要来源,其中耐药结核病所占比例较大,使耐药LTBI复发的防控成为结核病研究的重点。耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型是开展耐药结核病防控相关机制研究、抗耐药结核分枝杆菌药物和疫苗研究的基础。目前耐药结核分枝杆菌感染动物模型缺乏,而已有的结核分枝杆菌标准株H37Rv潜伏-复发感染模型存在缺陷,如小鼠模型的潜伏期荷菌量偏高、复发期变异大,而猴模型的潜伏期和复发期不可预测。模型的可控性差使其应用困难,且缺乏可用的免疫学评价指标,导致远期复发无法预测。因此,基于现有H37Rv潜伏-复发感染动物模型的制备方法,展望耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型可能存在的缺陷,通过选用新的抑菌剂和诱导剂,制备有稳定潜伏期、潜伏时长适中、复发起点和复发水平变异小的动物模型,是未来耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型研究的方向。     

结核分枝杆菌潜伏性感染发生机制的研究进展

结核分枝杆菌是结核病的致病菌,随着全球结核病的再次蔓延及艾滋病的流行,结核分枝杆菌的潜伏性感染日益到重视,本文就该菌潜伏感染动物模型的建立,潜伏性感染中该菌的生物学特性以及潜伏性感染的免疫发病机制等方面的研究进展一综述。     

基于蛋白质组芯片的结核分枝杆菌系统生物学研究进展

近些年全球结核病疫情愈发严重,耐药性结核病使其雪上加霜。一个重要原因是结核病新药的匮乏以及结核分枝杆菌相关基础研究的不足。因此迫切需要开发新的技术以促进结核病系统生物学基础研究,并在此基础上研究新机制,发现新靶标,开发新药物。结核分枝杆菌功能蛋白质组芯片的出现旨在促进结核病相关研究工作。考虑到结核分枝杆菌高毒力、复制周期长和需要在生物安全三级实验室中开展研究等特点和难点,该工具为结核病相关研究人员提供了一个强有力的武器。目前这一技术手段的应用已经使我们对结核分枝杆菌-宿主相互作用、小分子-蛋白结合以及抗生素耐药性机制等关键生物过程有了更深入的了解。为了更好地帮助同行了解这一有效的工具,本文综述了结核分枝杆菌功能蛋白组芯片的几种主要应用,期望同行专家能更好地将其应用于结核病相关的基础研究中。     

结核分枝杆菌感染的动物模型

复制结核分枝杆菌感染的动物模型是进行结核病研究的基础。本文分别对小鼠、豚鼠、兔和非人灵长类动物结核模型的特点及其应用进行综述,并指出慢性持续性感染模型是结核动物模型研究的重点。     

结核分枝杆菌感染动物模型的研究进展

人类结核病位居单一病原引起死亡的严重传染病之首,结核分枝杆菌是其主要病原.尽管结核分枝杆菌可引起许多种动物感染并患病,但人类是其主要宿主.动物模型作为研究人类疾病的标准化工具,虽然不能完全模拟人类结核病的整个过程,但可成为研究结核病的有用工具,有助于研究其发病机制、治疗过程及宿主对病原的免疫病理学反应.由于不同种类动物...     

结核分枝杆菌诱导IFN-β产生在免疫调控中的作用

结核分枝杆菌是导致结核病的病原体,也是影响全球数百万人健康的病原体之一。机体中多种模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)可识别入侵的结核分枝杆菌,如DNA和RNA传感器,从而激活天然免疫系统并诱导干扰素-β(interferon-β, IFN-β)产生。虽然IFN-β是先天抗病毒应答的主要效应因子,但其在结核分枝杆菌感染中的作用仍具有争议。结核分枝杆菌感染诱导的IFN-β产生可以促进细菌生长,并增强细菌在宿主中的存活率,但用IFN-β处理细胞后再感染结核分枝杆菌,则可增强抗菌作用,保护宿主。因此,本综述将重点关注可识别结核分枝杆菌并诱导的IFN-β产生的PRR及其下游信号通路,并着重探讨IFN-β在介导结核分枝杆菌调控免疫功能中的作用,尤其是IFN-β与IL-1β之间的相互抑制性调节,旨在为进一步揭示结核分枝杆菌致病机制及结核病治疗药物研发提供新思路。     

结核病动物模型研究进展

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的传染病,是危害人类健康的主要传染病之一。动物模型已经成为研究人类传染病的标准化工具。虽然对于结核分枝杆菌而言并没有真正意义的动物资源,但由于不同种类的动物,对分枝杆菌的敏感性不一样,因此可以成为结核病研究的有利工具。结核病最常用的实验动物模型包括小鼠、兔和豚鼠。每种动物有其自身特点,但并不能完全模拟人类疾病。通过建立结核病的动物模型,可以大大增加我们对疾病的病因、毒力和发病机制的理解。除了这三种模型外,非人灵长类也常被用于结核病的研究。本文总结了这几种结核病模型的研究状况。     

结核分枝杆菌毒力因子蛋白酪氨酸磷酸酶PtpA转录调控和分泌机理

结核分枝杆菌感染引起的结核病疫情依然严峻。感染的结核菌可分泌一系列效应分子调控、干扰和逃逸宿主免疫。本文综述蛋白酪氨酸磷酸酶PtpA在结核菌感染中发挥的重要作用:经多条途径抑制宿主天然免疫、细胞凋亡及吞噬体-溶酶体融合、调控宿主能量代谢等逃逸免疫杀伤。作为候选药物靶标,靶向PtpA的抑制剂设计、筛选及药物研发较为迟缓,因为PtpA与宿主蛋白酪氨酸磷酸酶hLMW-PTP具有较高一致性。为了进一步探索靶向该分子的更佳途径,分析了ptpA基因转录及PtpA蛋白分泌方面的研究进展及存在问题,为靶向PtpA的其他途径提供参考。     

碱基切除修复与分枝杆菌基因组稳定性

维持基因组稳定是生物生存的基础。碱基切除修复(base excision repair,BER)是修复损伤DNA、维持基因组稳定的主要方式之一。碱基切除修复对结核分枝杆菌等胞内致病菌尤其重要。fpg编码碱基切除修复的关键酶。本文通过比较分枝杆菌的基因组,发现结核菌较其他非致病分枝杆菌具有更多的碱基切除修复基因。这提示碱基切除修复可能对结核菌在宿主体内存活和致病至关重要。这条途径也许是新结核病药物研发的重要靶标。     

表观遗传修饰在结核病发生发展中的作用

表观遗传学作为生命科学领域的研究热点之一,已有大量的研究证实表观遗传机制在肿瘤、自身免疫疾病等疾病中起着关键作用.表观遗传修饰在结核病中的研究刚刚起步,但已发现表观遗传修饰在结核分枝杆菌、宿主,以及结核分枝杆菌与宿主相互作用中均起着重要作用.表观遗传修饰能通过调控结核分枝杆菌基因表达或调控宿主表观基因组转录和免疫应答来影响结核分枝杆菌的生长和复制,进而影响结核病发生发展和转归.本文将对表观遗传修饰在结核分枝杆菌生长复制以及结核病发生发展中的作用进行综述,为寻找新的药物靶点、研发新型治疗策略提供科学依据.     

结核分枝杆菌酸抗性基因及其调控网络

病原菌在宿主细胞内的持留分子机理是目前研究的热点和难点。病原菌的抗酸能力与此密切相关。结核分枝杆菌感染导致的结核病仍然是全球公共卫生的重大威胁,这与结核分枝杆菌抗酸并在宿主巨噬细胞内持留有关。结核分枝杆菌抗酸主要通过调控质子进出、代谢调控胞内酸碱平衡和双组份信号系统调控。本文综述了结核分枝杆菌在酸胁迫下的整体调控网络,阐述了在酸性环境中结核分枝杆菌的具体调控机理,旨在为持留结核分枝杆菌的治疗提供新的全局性思路,寻找新的结核病防控靶标。     

自噬在结核分枝杆菌感染中作用的研究进展

结核病是一种由结核分枝杆菌感染引发的全球致死性传染病。结核分枝杆菌感染巨噬细胞后其在胞内的命运与细胞自噬的发生息息相关。但是,由于结核分枝杆菌与细胞自噬之间的博弈过程十分复杂且机制尚未完全阐明。因此,该文以结核分枝杆菌感染巨噬细胞后经典自噬和LAP对结核病发生发展的作用为切入点,从自噬抗结核分枝杆菌感染与结核分枝杆菌破坏自噬发生两个方面阐述了自噬与结核分枝杆菌之间的相互作用,从而为结核病发病机制的研究提供新的思路和视角。     

I/St和A/Sn小鼠对抗结核分枝杆菌感染能力的差异:表现于肺和肺外巨噬细胞表型

结核分枝杆菌(TB)的动物模型被证实是宿主免疫系统与分枝杆菌相互作用、宿主对1B感染的抗性和易感性遗传调控的非常重要手段。现已发现小鼠基因组中的几个遗传位点控制着小鼠经1B感染后出现复杂表型的变化,如存活时间、体重和肺部病毒变化等方面。小鼠I／St和A／Sn是近交系,它们对TB的感染却出现不同的反应。I／St小鼠反应     

宿主导向疗法在结核病中的作用

结核病是单一病原体感染中致死率最高的传染性疾病之一,其致病菌结核分枝杆菌在感染过程中诱发的过度炎症反应是造成患者组织损伤、器官衰竭的关键因素。如何改善这一病理反应对于结核病的治疗具有积极作用。宿主导向疗法(host-directed therapy,HDT)是近几年提出的一种新型抗结核辅助治疗策略。与传统抗生素相比,抗结核的HDT治疗策略从直接杀伤结核分枝杆菌转向了调节宿主的免疫反应,一方面减轻细菌感染诱发的过度炎症反应以及病理损伤,另一方面通过增强宿主本身的免疫力来控制感染的细菌。本文对宿主导向疗法在抗结核方面的研究进展进行了系统性的总结,以期为抗结核辅助疗法的开发提供一定的理论基础和思路。     

结核病疫苗和耻垢分枝杆菌引起树突状细胞差异免疫反应的蛋白质组学分析

研究结核分枝杆菌和免疫细胞的相互作用对发展新的结核病防治策略至关重要.由于结核分枝杆菌生长缓慢,且需要在高等级生物安全实验室中进行操作,快速生长非致病的耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)经常用来作为结核分枝杆菌的模式菌开展相关研究.为了探讨耻垢分枝杆菌和结核分枝杆菌对免疫系统产生的不同影响,本课题组利用缓慢生长的结核菌的减毒活疫苗卡介苗(BCG)和耻垢分枝杆菌mc2155分别感染小鼠(Mus musculus)树突状细胞DC2.4细胞,通过蛋白质组学分析,阐述宿主细胞对BCG和耻垢分枝杆菌不同的免疫反应.结果表明,BCG在DC2.4中生存时间比耻垢分枝杆菌长.定量蛋白质组学发现耻垢分枝杆菌激活了Ⅰ型干扰素信号通路,上调了AIM2,IFI204,IFIT1和ISG15蛋白的表达.相反,BCG的侵染对宿主细胞的蛋白组影响不大.分泌组学的结果显示,耻垢分枝杆菌的侵染诱导树突状细胞分泌更多的细胞趋化因子以及ISG15,TNF和IL-6等细胞因子,说明耻垢分枝杆菌的侵染促进了宿主细胞的细胞因子和趋化因子的释放,从而迅速地清除侵染的细菌.与此一致的是,耻垢分枝杆菌侵染的小鼠原代免疫细胞比BCG侵染产生更多的IFN-γ.进一步的研究发现,ISG15过表达阻止分枝杆菌进入宿主细胞.综上所述,本研究证明与缓慢生长的BCG相比,耻垢分枝杆菌引起宿主细胞更强烈的免疫反应,致使耻垢分枝杆菌在宿主细胞中被迅速清除.同时,本研究组发现耻垢分枝杆菌侵染引起的ISG15上调阻止了分枝杆菌进入宿主细胞.     

结核病研究中的非人灵长类感染模型

许多种类的动物都被用于结核病的研究,每一种动物都有其优缺点,非人灵长类对结核分枝杆菌易感,通过气溶胶途径感染能发展成类似人类的疾病,包括肺的病变,疾病的不同进展过程,以及免疫特征。在体内和体外能表现T淋巴细胞的增殖反应,能通过接种BCG疫苗获得保护。因此,非人灵长类感染结核病的感染模型在研究结核病感染和免疫,探讨结核病感染过程中,结核菌是怎样摧毁机体的免疫系统;在评价肺结核病疫苗的有效性方面,是许多常规动物模型所不可替代的。然而,目前世界上对于结核病感染非人灵长类动物模型的研究报道较少,可利用的数据也较少,先进…