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作为一种兼性胞内致病菌，结核分枝杆菌不仅能入侵专职吞噬细胞，如肺泡巨噬细胞，还能入侵非吞噬细胞，如宫颈癌细胞Hela，Ⅱ型肺泡上皮细胞A549等。通过入侵宿主细胞，结核分枝杆菌能逃逸抗体和吞噬细胞的识别，并能从细胞内获得繁殖所需的营养物质。 结核分枝杆菌能表达多种粘附分子，通过与宿主细胞相互作用，激活胞内信号促进分枝杆菌入侵。宿主细胞表面存在着多种受体，能识别并结合分枝杆菌表面组分，受体的选择和内化机制决定了分枝杆菌在宿主细胞内的存活。结核分枝杆菌H37Rv基因组含有四个同源的基因簇，被称为哺乳动物入侵(mce)操纵子，每个操纵子包括两个yrbE基因(yrbEA、yrbEB)，五个mce基因(mceA、mceB、mceC、mceD、mceF)以及一个编码脂蛋白的基因(mceE)。多种mce操纵子的存在提示每种操纵子可能在不同的时间或空间发挥作用。哺乳动物细胞入侵蛋白(Mce proteins)被认为是一类可能定位在分枝杆菌表面，参与分枝杆菌对哺乳动物细胞入侵和调节胞内存活的蛋白。已有文献报道了mce操纵子的缺失能影响小鼠感染模型中结核分枝杆菌的毒力，提示Mce蛋白在结核分枝杆菌致病过程中发挥重要作用。此外，临床结核病人血清中也能检测到Mce3蛋白产生的抗体，如Mce3A、Mce3D和Mce3E被报道能在感染条件下表达并与抗体反应。同时，Mce3A和Mce3E蛋白被报道能促进惰性乳胶微珠入侵Hela细胞，以及Mce3E被报道能通过抑制ERK信号通路促进分枝杆菌胞内存活，以上研究结果提示mce3操纵子编码的蛋白可能具有促进分枝杆菌入胞和调节胞内存活的能力，但具体分子机制尚未明确。 本实验中，我们通过在分枝杆菌中过表达Mce3A或Mce3C，证实了分枝杆菌感染过程中Mce3A和Mce3C能促进分枝杆菌对宿主细胞的入侵，同时，通过免疫电镜实验，我们证实了Mce3A和Mce3C主要定位在分枝杆菌表面。上述结果提示，Mce3A和Mce3C能在早期结核分枝杆菌和宿主细胞相互作用过程中发挥作用，可能通过结合宿主细胞表面受体激活了胞内信号通路，从而促进了分枝杆菌对宿主细胞的入侵。但能与Mce3A或Mce3C相互作用的宿主细胞表面受体尚不知道。在接下来的实验中，我们通过酵母双杂交系统筛选到了可能与Mce3A存在相互作用的G蛋白偶联受体-GPR108，以及可能与Mce3C存在相互作用的β2整联蛋白。 进一步通过免疫共沉淀(Co-IP)、体外pull-down和酶联免疫吸附实验(ELISA)证实了Mce3A与GPR108，以及Mce3C与β2整联蛋白之间的相互作用。为探究GPR108和β2整联蛋白是否分别参与了Mce3A和Mce3C介导的分枝杆菌入侵，我们通过CRISPR-Cas9介导的基因敲除技术，分别构建了GPR108和β2整联蛋白敲除的巨噬细胞系，并通过分枝杆菌感染实验证实了Mce3A和Mce3C分别依赖GPR108和β2整联蛋白介导了分枝杆菌对宿主细胞的入侵。但Mce3A和Mce3C促进分枝杆菌入侵的胞内信号通路尚不清楚。 通过构建Mce3A截短体，我们证实了Mce3A主要通过其C端与GPR108相互作用，相比于WT BCG，Mce3A-BCG感染激活了Racl GTPase，通过G蛋白抑制剂的使用，我们进一步证实了Gβγ亚基参与了Mce3A介导的分枝杆菌入侵，而且，通过免疫荧光定位试验，我们发现GPR108能与细胞表面脂筏共定位，脂筏抑制剂衰减了Mce3A介导的分枝杆菌入侵，上述实验结果证明Mce3A通过其C端与GPR108相互作用，并通过定位在脂筏的GPR108激活了细胞内Gβγ-Racl信号通路引起了分枝杆菌对宿主细胞的入侵。 由于RGD模序能结合整联蛋白，我们通过突变Mce3C中的RGD模序证实了Mce3C通过其RGD模序与β2整联蛋白相互作用并引起β2整联蛋白在分枝杆菌入侵位点的聚集，通过抑制剂处理细胞，我们进一步证实了Mce3C与β2整联蛋白的相互作用激活了胞内SFKs-Syk-Vav-Rho-ROCK信号级联反应，引起肌动蛋白骨架变化促进分枝杆菌对宿主细胞的入侵。 综上所述，我们的研究揭示了结核分枝杆菌利用细胞表面受体入侵宿主细胞的机制，为抗结核分枝杆菌药物和疫苗的研发提供了新的思路和分子靶点。