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就发病率和死亡率而言,结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)引起的世界第二大传染病。长期以来,M.tb的感染机制一直是结核病研究领域中悬而未决的基本科学问题之一。为此,本研究利用TMT(Tandem Mass Tag)定量蛋白质组学技术,通过对巨噬细胞感染M.tb后蛋白质组的系统研究及后续生物学验证,发现了一批在感染过程中受M.tb毒力调控且影响宿主细胞命运的候选蛋白,为进一步解析巨噬细胞应对M.tb侵染的免疫机制提供了丰富依据。具体结果如下: 1)在巨噬细胞分别感染H37Rv(强毒株)和H37Ra(弱毒株)的差异蛋白质组研究中,共鉴定到6,702个蛋白,其中235个为差异表达蛋白,并通过Western blot实验验证了部分蛋白的差异表达。这些蛋白涉及细胞凋亡、凝血和氧化磷酸化等生物学过程,并初步揭示了宿主细胞分别感染两种M.tb后的四种不同机制。 2)在上述差异表达蛋白中,AHSG蛋白为抗炎性因子,基因敲降实验证明AHSG蛋白通过凋亡途径帮助M.tb逃避免疫。凝血因子10(F10)是凝血酶通路中的一员,可以代替补体结合到病毒表面激活免疫反应,通过ELISA实验和免疫荧光实验证明F10蛋白可以与分枝杆菌结合。本研究首次初步揭示AHSG蛋白和F10蛋白在巨噬细胞感染M.tb后免疫反应中的作用,其具体机制还需后续深入研究。 3)γ-干扰素是激活巨噬细胞免疫应答的关键因子。M.tb分别侵染γ-干扰素激活前后的巨噬细胞,共鉴定到257个差异表达蛋白,并通过Western blot实验验证了部分蛋白的差异表达。这些差异蛋白涉及细胞凋亡、抗原递呈和凝血等生物学过程。分析结果表明,γ-干扰素通过增强感染后巨噬细胞对抗原的呈递能力提高机体对M.tb的免疫。 由于M.tb的慢生长特性(大约是大肠杆菌生长速率的1/50-1/70)极大地制约了结核病的诊断、药物研发和基础研究的进程,除了上述工作之外,本研究同时尝试了M.tb快速生长菌的构建工作。本课题组成功的构建了与M.tb近缘且生长较快的M.smegmatis基因组Cosmid文库并转化至M.tb,期望通过M.tb中大量M.smegmatis基因的异源表达,改变M.tb原有代谢网络,进而加快M.tb的生长速度。目前的结果表明M.tb中cosmid质粒片段丢失,后期将对cosmid骨架质粒的复制子进行优化,并通过构建低DNA重组酶活性、弱DNA限制修饰系统的M.tb优化菌种来实现该课题目标。