Wnt信号与Mtb感染相关的细胞坏死方式

6.1.3.1　Mtb 毒力基因抑制巨噬细胞凋亡而促进坏死

有关Mtb 毒力诱导宿主细胞坏死的机制尚不明确，目前普遍认为H37Rv 株感染诱导宿主坏死与其基因组中存在抗凋亡的毒力基因密切相关，如nuoG、pknE、secA2、Bcl-2 基因家族等，这些毒力基因具有不同的作用机制。

nuoG 是研究的较为透彻的一个Mtb 毒力基因，它参与调节细胞坏死的作用，主要是由于其表达产物可以抑制巨噬细胞分泌TNF-α，并进一步下调Caspase-8 及下游Caspase-3 的活性，从而抑制巨噬细胞的凋亡，促进细胞坏死。而nuoG 的缺失突变株则能阻断上述凋亡进程抑制巨噬细胞发生坏死。除此之外Jayakumar 等研究发现，pknE 基因作为Mtb 表达的一种跨膜受体型蛋白激酶，它的一个启动子能感受NO 的压力，并调整细胞阻止宿主细胞的信号通路。尤其是抑制线粒体家族基因（包括Bax、Bid 等）促凋亡蛋白的表达，使线粒体膜通透性降低，从而抑制凋亡，促进巨噬细胞的坏死。Mtb secA2 基因还能编码一种毒力相关蛋白分泌系统成分的基因名称为secA2，这种成分可以协助运输超氧化物歧化酶清除多余的ROS。利用缺失secA2 基因的Mtb 感染巨噬细胞后，细胞内超氧化物歧化酶分泌明显减少，与此同时胞内Caspase-8、Caspase-9、Caspase-3 的活性提高，凋亡率增加。另外secA2 基因还可以诱导巨噬细胞（TNF-α）的分泌，而这对细胞坏死来说是非常重要的诱导成分，这种情况间接表明Mtb 的secA2 基因可能参与调控巨噬细胞的坏死。

近年来比较基因组学发现Mtb 毒力株H37Rv 和卡介苗（M.bovis BCG）在基因组层面存在多个基因差异（region of difference，RD）。RD1 区作为Mtb的特殊毒力表达区，是由多个基因共同作用形成的一个毒力决定族，在Mtb的致病过程中起着重要的作用，它存在于H37Rv 以及受测试的临床分离的毒力株中，但是在所有BCG 菌株中RD1 区的基因都无法表达。此外，研究表明H37Rv 的RD1 区是通过破坏线粒体内膜和消耗ATP 来参与诱导巨噬细胞坏死的。RDl 区的部分基因和其扩展区还构成了一套独特的结核杆菌毒力蛋白分泌系统ESX-1，RD1/ESX-1 系统对Mtb 的致病性发挥了重要的作用。(www.xing528.com)

6.1.3.2　Mtb 操控宿主细胞基因的表达

Bcl-2 基因家族包括Bcl-2、Mcl-1 及bfl-1/A1 等抗凋亡基因。研究显示，H37Ra 比H37Rv 更容易诱导巨噬细胞的凋亡，其机制主要是H37Ra 与H37Rv 诱导巨噬细胞中抗凋亡蛋白Bcl-2 的表达水平不同有关。Wang 等研究发现，感染H37Rv 后，巨噬细胞中Mcl-1 的表达发生上调，而感染H37Ra的巨噬细胞则不能。这样细胞凋亡率就下降了，但诱导了细胞坏死。此外另有研究表明，H37Rv 和H37Ra 感染早期都能诱导巨噬细胞中抗凋亡蛋白bfl-1/A1 的表达，但随着感染的发生，只有H37Rv 感染后的巨噬细胞能够表达bfl-1/A1，抑制细胞的凋亡，诱导巨噬细胞发生坏死，从而导致Mtb 在宿主细胞内繁殖和扩散。

据杨瑞丽等综合分析发现，Mtb 感染后诱导巨噬细胞坏死的机制与抑制宿主细胞合成PGE2 基因也密切相关。在感染前期，Mtb 能诱导巨噬细胞膜上的磷脂酶激活，产生花生四烯酸，随后在酶的作用下，花生四烯酸进一步转化成能够抑制Mtb 生长的PGE2。研究证实，PGE2 是由EP1、EP2、EP3 和EP4 这四个受体组成，这几个受体分别发挥不同的作用，如EP4 能修复线粒体膜的损伤，而通过EP2 则能阻止线粒体通透性的转变（mitochondrial permeabilitytransition，MPT），并保护线粒体膜的完整。与此同时，参与溶酶体依赖的质膜修复，促进溶酶体Ca2+感受器Syt-7 的合成。一般来讲，花生四烯酸转化成PGE2 的能力与感染巨噬细胞的Mtb 毒力成反比，因此减毒株H37Ra 能通过诱导宿主巨噬细胞合成高水平的PGE2 并诱导细胞凋亡。而H37Rv 则会抑制PGE2 的合成，阻止细胞质膜和线粒体内膜的修复，导致细胞发生坏死。