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视网膜内皮细胞感染结核分枝杆菌后IFN信号通路激活研究速递

2025-07-25

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该研究首次揭示了人视网膜内皮细胞(REC)在感染结核分枝杆菌(Mtb)后可激活IFN信号通路,特别是I型IFN的显著上调。通过比较活Mtb与热灭活Mtb的反应,研究还指出REC在TRV发病机制中的免疫调控潜力,为临床区分TRV是否需要抗结核治疗提供潜在生物标志物。

 

文献概述
本文《Mycobacterium tuberculosis Infection of Retinal Endothelial Cells Induces Interferon Signaling Activation: Insights Into Tubercular Retinal Vasculitis》,发表于《Investigative Ophthalmology & Visual Science》杂志,回顾并总结了结核分枝杆菌(Mtb)感染视网膜内皮细胞(REC)后的免疫应答机制。研究通过RNA测序与生物信息学分析,揭示了活Mtb诱导的IFN信号通路激活,以及REC在TRV中的潜在免疫调控作用。

背景知识
视网膜血管炎(TRV)是眼结核(OTB)的典型表现之一,其发病机制尚不完全清楚。已有研究表明,Mtb可通过血源性传播至眼部,感染视网膜上皮细胞(RPE)并诱发免疫反应。然而,REC作为内源性血-视网膜屏障的重要组成部分,其在TRV中的作用尚未被系统研究。本研究填补了这一空白,采用体外感染模型,系统分析了REC对Mtb的反应,特别关注IFN信号通路的激活及其在炎症因子表达中的作用。研究还进一步比较了REC与肺源性内皮细胞、上皮细胞及肺泡巨噬细胞的信号通路响应,揭示组织特异性免疫反应。该研究为TRV的机制研究提供了新的分子线索,并为临床区分是否需要抗结核治疗提供了潜在生物标志物,如CXCL10和IP-10的表达水平。

 

Retinal Endothelial Cell Responses to Tuberculosis IOVS的研究中,视网膜内皮细胞在结核分枝杆菌感染后IFN信号显著激活。赛业生物提供视网膜疾病模型构建及IFN相关基因功能研究服务,涵盖基因敲除、人源化及转基因模型,支持从基因修饰到表型验证的全流程服务。

 

研究方法与实验
研究采用人REC细胞系ACBRI 181,在体外暴露于活H37Rv Mtb或热灭活Mtb(HK-Mtb)24小时后,收集总RNA进行QuantSeq 3′ mRNA测序。使用DESeq2进行RNA-seq数据标准化,通过IPA进行信号通路、调控网络和上游调节因子分析。同时,检测细胞培养上清中多种细胞因子和趋化因子的表达,并通过CFU实验验证Mtb在REC中的存活能力。

关键结论与观点

  • 活Mtb和热灭活Mtb均可被REC吞噬,但仅活Mtb显著激活IFN信号通路,特别是I型IFN(IFNα/β)和IFN-γ通路。
  • 在活Mtb感染的REC中,有322个基因显著差异表达,而热灭活Mtb仅影响9个基因。
  • RT-PCR验证显示,8个IFN诱导基因(GBP1、IFIT2、IRF7、MyD88、Mx1、SERPING1、STAT1、UBE2L6)在活Mtb感染中表达显著升高。
  • REC在活Mtb感染后分泌CXCL10/IP-10,而热灭活Mtb诱导CCL2、IL-6和IL-8表达,提示不同免疫激活机制。
  • 网络分析揭示cGAS、STING1、IRF3、STAT1为关键调控节点,与IFN信号通路激活密切相关。
  • 与肺源性细胞比较,REC对Mtb的IFN反应更接近RPE和肺泡巨噬细胞,提示其在眼内感染中的独特性。

研究意义与展望
本研究首次系统分析了REC对Mtb感染的转录组和蛋白分泌组反应,揭示其在TRV免疫病理中的关键作用。未来可进一步研究IFN信号是否影响Mtb在REC中的存活,以及调控该通路是否可用于TRV的治疗。此外,CXCL10等趋化因子可作为TRV患者是否需要抗结核治疗的潜在生物标志物,具有临床转化价值。

 

本研究揭示了结核分枝杆菌感染后视网膜内皮细胞中CXCL10/IP-10的高表达,提示其在免疫细胞招募中的作用。赛业生物提供趋化因子相关疾病模型构建服务,支持多种神经炎症及免疫炎症疾病模型,涵盖单克隆抗体、细胞因子、趋化因子的研究与验证。

 

结语
该研究首次在体外模型中证实,人视网膜内皮细胞(REC)可被结核分枝杆菌(Mtb)感染,并在感染后显著激活IFN信号通路,尤其是I型IFN。活Mtb感染后,REC分泌CXCL10,提示其在TRV中招募NK和T细胞的能力。相较热灭活Mtb,活Mtb感染诱导更强的免疫反应,提示IFN信号通路在TRV中的潜在临床价值。研究结果为TRV的诊断与治疗策略提供了新的分子靶点,并强调了REC在眼结核免疫应答中的核心作用。未来研究可进一步评估IFN信号对Mtb存活的影响,并探索其在动物模型中的功能验证。

 

文献来源:
Ikhwanuliman Putera, Sigrid M A Swagemakers, Nicole M A Nagtzaam, P Martin van Hagen, and Willem A Dik. Mycobacterium tuberculosis Infection of Retinal Endothelial Cells Induces Interferon Signaling Activation: Insights Into Tubercular Retinal Vasculitis. Investigative Ophthalmology & Visual Science.
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