戈宝学/饶子和合作团队揭示结核菌逃逸抗结核免疫新机制

来源：BioArt

撰文 | 咸姐

责编 | 兮

结核病（TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium Tuberculosis，Mtb）感染引起的，是世界范围内最广泛的细菌性疾病之一，至今仍是导致全球人口死亡的十大死因之一。Mtb是一种胞内致病菌，感染机体后主要寄居于宿主巨噬细胞内。巨噬细胞作为机体防御系统的第一道防线，可通过介导和调控自身及其他细胞凋亡而实现其免疫调节、免疫杀伤及清除病原菌的作用。然而Mtb却可以通过多种途径逃逸宿主的抗结核免疫过程，而在巨噬细胞中泰然自处，衍生繁殖【1,2】。因此，深入理解结核分枝杆菌的致病机制以及免疫逃逸机制，是解决结核病防控的关键。

就目前的研究而言，Mtb产生免疫逃逸，从而在巨噬细胞中得以存活和寄居的机制，主要表现为如下2个方面：

1. 抵抗巨噬细胞的天然免疫杀伤作用，包括抑制吞噬体与溶酶体的融合，抑制巨噬细胞的凋亡，改变自身代谢途径而逃避杀伤作用，以及消除反应性氧中间产物（reactive oxygeninermediates，ROI）和反应性氮中间产物（reactive nitrogen intermediate，RNI）的杀伤。

2. 抑制特异性免疫应答作用，包括下调巨噬细胞对IFN-γ刺激应答的敏感性，以及抑制巨噬细胞的抗原递呈作用。

近些年来，有研究发现，许多其他病原菌可以利用宿主的泛素化系统来促进自身的发病过程，那么这个机制是否也适用于Mtb呢？

2020年1月15日，同济大学附属肺科医院戈宝学教授团队联合上海科技大学饶子和院士团队在Nature上发表题为“Host-mediated ubiquitination of a mycobacterial protein suppresses immunity”的文章，首次发现结核分枝杆菌的重要毒力因子Rv0222分泌蛋白只有在被宿主泛素链接酶ANAPC2催化发生K-11泛素化修饰后，才能招募抑炎蛋白分子，从而阻断宿主抗结核免疫通路，以此揭示了结核分枝杆菌感染治病的新机制。

本文的研究人员首先检测了对NF-κB激活有影响的208个结核分枝杆菌的分泌蛋白和脂蛋白，以识别其中可以抑制宿主炎症反应的蛋白质。在这些蛋白质中，Rv0222（结核病的血清学诊断指标）被证实可以抑制NF-κB的激活。随后的实验表明，Rv0222是Mtb的主要毒力因子，通过促进SHP1/2与TRAF6的结合来抑制TRAF6的激活，从而抑制宿主的MAPK和NF-κB信号通路的激活，进而抑制由Mtb引起的宿主的炎症反应。

已知TRAF6是一种典型的E3连接酶，能够促进多个信号分子的63位赖氨酸残基（K63位）相关的多泛素化，那么Rv0222与TRAF6的相互作用是否与其在宿主细胞中发生泛素化有关呢？进一步的实验结果证实，宿主E3泛素连接酶ANAPC2（一种细胞周期后期促进复合体/细胞周期体的核心亚单位）可以与分枝杆菌蛋白Rv0222相互作用，促进K-11相关的泛素链与Rv0222 K76位的连接，从而促进酪氨酸磷酸酶SHP1蛋白募集到TRAF6配体蛋白，阻止了K63位的泛素化和TRAF6的激活，继而抑制促炎细胞因子的表达。用shRNA抑制ANAPC2的表达可以抵消Rv0222对促炎反应的抑制作用；此外，Rv0222上泛素化位点的突变可以破坏该蛋白对宿主促炎细胞因子的抑制，从而降低小鼠感染期间的Mtb的毒力。

综上所述，该研究工作完整的阐述了结核分枝杆菌利用宿主成分抵御宿主攻击的免疫逃逸机制，指出Rv0222毒力蛋白是在其K76位点上发生K-11泛素化修饰后才发挥毒力的，由此拓宽了我们对于泛素化系统在感染性疾病调控中的认识，以供后续为抗结核新药的开发提供更精准的靶点。

据悉，同济大学附属上海市肺科医院王琳博士，同济大学医学院吴厥慧硕士，上海科技大学免疫化学研究所副研究员李俊为该论文的共同第一作者；上海科技大学免疫化学研究所特聘教授饶子和院士和同济大学医学院、同济大学附属上海市肺科医院戈宝学教授为论文的通讯作者。戈宝学教授目前担任上海市结核病（肺）重点实验室主任，该实验室是由上海市科学技术委员会于2004年批准成立的市级重点实验室，依托于上海市肺科医院，围绕肺结核预防和诊治开展基础和临床转化医学研究。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1915-7

参考文献

1. Zakaria Hmama , Sandra Peña-Díaz, Sunil Joseph, Yossef Av-Gay. Immunoevasion and Immunosuppression of the Macrophage by Mycobacterium Tuberculosis. Immunol Rev, 2015, 264 (1), 220-32.

2. Adriano Queiroz, Lee W Riley. Bacterial Immunostat: Mycobacterium Tuberculosis Lipids and Their Role in the Host Immune Response. Rev Soc Bras Med Trop, 2017, 50 (1), 9-18.