百日咳毒素诱导髓样抑制性细胞的聚积及其效应研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
81701565
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
孟庆红
依托单位：
首都医科大学
学科分类：
H1104.炎症、感染与免疫
结题年份：
2020
批准年份：
2017
项目状态：
已结题
起止时间：
2018-01-01 至2020-12-31

项目参与者：
姚开虎；史伟；高薇；袁林；李丽君；
关键词：
髓样抑制性细胞百日咳毒素免疫抑制百日咳

项目摘要

Pertussis toxin (PT) is one of the most important virulence factors of B. pertussis, and it has a remarkable ability to inhibit innate and adaptive immunity. However, the mechanism is still not very clear. Our recent studies have found that PT treatment in vivo promoted the accumulation of myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) in the blood and spleen of mouse, PT treatment in vitro also induced MDSC accumulation, While, MDSCs are regarded as important negative immune regulators in recent years. We speculated that MDSC accumulation is the key point of PT-induced immune suppression. We will collect the blood of pertussis patients and analysis the number and phenotype of MDSCs. The immune effect of MDSCs on innate immune cell differentiation, antibody production and T cell responses will be tested by MDSC adoptive transfer and depletion in vivo. The molecular mechanisms of PT induced MDSC accumulation will be investigated in cell experiments through RNA-Sequencing and CRISPR/Cas9. The result is not only helpful for identifying immune and pathogenic mechanism of PT, but also providing new ideas for pertussis diagnosis and intervention.

百日咳毒素（PT）是百日咳鲍特菌最为重要的毒力因子，具有抑制固有免疫和适应性免疫的作用，但其诱导这些抑制效应的具体机制尚不明确。我们前期发现，PT注射后小鼠的外周血与脾脏中髓样抑制性细胞（MDSCs）显著增加，体外实验PT也明显地促进MDSCs增多，而MDSCs是新近发现的免疫负调控的关键因素。据此推测MDSCs聚积可能是PT引起系列免疫抑制效应的重要环节。本项目拟通过临床病例检测明确百日咳患儿外周血中MDSCs的数量、表型及亚群组成；采用MDSCs过继转移和清除等动物实验，阐明PT诱导的MDSCs对固有免疫细胞分化、抗体产生、T细胞亚群增殖分化等的影响；在体外细胞培养的基础上，采用RNA-Sequencing及CRISPR/Cas9敲除技术等方法，明确PT引起MDSCs聚积的分子机制。研究结果可提高对PT免疫学作用和机制的认识，可为百日咳发病机制和干预研究提供新的思路。

结项摘要

PT是百日咳鲍特菌最为重要的毒力因子，具有抑制固有免疫和适应性免疫的作用，但对抑制形成的中间环节和机制的研究还非常有限。髓样抑制性细胞（MDSCs)是近年来发现的一类重要的免疫负调控细胞。本研究主要针对PT诱导MDSCs聚积的机制及效应进行研究。我们主要发现以下结果：1、百日咳患儿外周血中MDSCs聚积增加。2、PT注射后小鼠的骨髓、外周血与脾脏中MDSCs显著增加，骨髓、外周血中MDSCs聚积高峰早于脾脏。3、体外实验PT明显地促进骨髓细胞来源的MDSCs增多，MDSCs具有抑制T细胞增殖的功能。4、大量研究提示TLR4是PT发挥作用的重要受体，我们通过TLR4敲除鼠体内注射PT，体外对TLR4敲除鼠骨髓细胞进行诱导，或者体外使用阻断剂进行TLR4信号阻断均发现，TLR4缺失或阻断并不影响PT诱导MDSCs聚积的效应。5、转录组数据提示，PT可以上调TLR2信号，而非TLR4。WB实验发现PT通过TLR2并未激活经典的MyD88-NFκB信号通路，而是显著激活AKT通路，TLR2或者AKT阻断后均可阻断PT的作用。7、在AKT下游的作用研究机制中，通过体外体系中细胞因子检测到大量IFNγ产生，我们通过IFNγ受体敲除鼠体内注射PT，体外对IFNγ受体敲除鼠骨髓细胞进行诱导，或者体内外使用抗体进行IFNγ中和均发现，IFNγ缺失后PT诱导MDSCs的作用被清除。总的说来，我们的研究揭示PT通过TLR2激活下游AKT/IFNγ通路诱导MDSCs聚积从而抑制T细胞应答。本研究揭示了PT诱导免疫抑制效应的具体机制和中间环节，有助于我们更好地理解百日咳感染过程，同时也为今后无细胞百日咳疫苗的研发和改良提供理论基础。