结核病(Tuberculosis,TB)是一种由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染引起的慢性免疫性疾病,严重危害人类生活质量VX-661抑制剂和生命健康,对公共卫生影响巨大。Mtb作为一种非常成功的病原体,已进化出独特的免疫逃逸机制,这主要归因于其适应并且操纵巨噬细胞(macrophages,MΦ)内环境的能力。线粒体控制着细胞稳态至关重要的各种生理过程,包括ATP合成、生物能量代谢等。因此,线粒体是Mtb干扰宿主内环境稳态以成功建立感染的关键靶细胞器。Mtb已经进化出一系列改变线粒体功能的策略,以促进其免疫逃逸,支持其生存、复制和传播。Mtb感染后,线粒体根据抗原驱动的信号和环境调节自身脂质代谢以产生驱动MΦ活化及发挥功能所需的信号。线粒体脂肪酸代谢对于调控细胞内能量代谢水平、炎症反应和脂质稳态至关重要,同时对于抵抗外来病原发挥重要作用。然而,目前Mtb是否通过调控线粒体脂肪酸代谢进而影响线粒体功能的正常发挥尚不清楚。因此,本研究从MΦ的线粒体功能出发,探究Mtb感染是否调控MΦ的线粒体脂肪酸代谢进而对线粒体功能产生影响,以期进一步深入理解TB病理生理机制,并有望为治疗TB的诊疗提供思路和药物开发靶点。1.Mtb感染改变线粒体形态及生理功能.为了研究Mtb感染对线粒体的影响,我们采用了THP-1单核细胞在PMA诱导下分化为MΦ,感染Mtb,透射电镜下观察线粒体形态。结果发现,与正常MΦ相比,线粒体的形态由线状变为点状。我们进一步观察了Mtb感染后,细胞内ATP的变化,结果发现在Mtb感染后ATP显著下降;此外,提取MΦ线粒体,通过Western blot检测Mtb感染对线粒体呼吸链复合物表达的影响、使用ROS特异性探针DCFHDA检测细胞内的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)含量的变化、利用膜通透性的荧光探针Calcein AM检测MΦ线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)开放程度。通过线粒体压力测试实验检测线粒体呼吸。结果显示:Mtb感染后,线粒体呼吸链复合物表达下调,ROS增加,MPTP开放程度增加,线粒体呼吸效率下降。2.Mtb感染抑制MΦ线粒体心磷脂合成观察到Mtb感染可显著影响线粒体形态及功能,然而线粒体的改变是否是由于Mtb调控线粒体脂质代谢发挥作用的尚不知晓。心磷脂是一种独特的磷脂,仅存在于线粒体内膜,对线粒体功能、生物能量转化和呼吸超复合物的形成至关重要。接下来,我们检测了MΦ心磷脂(cardiolipin,CL)含量,发现心磷脂含量在Mtb感染后显著降低。接下来,我们对心磷脂合成相关基因(CPT2、HADHA、点击此处HADHB、ACAT1、ACOT1、ACOT2、ACAD8infectious organisms、ELOVE6、SCD1、SCD6、FADS1、FADS2)进行检测。结果发现,Mtb感染导致心磷脂合成相关基因的表达显著下降。3.Mtb感染通过下调FABP5影响MΦ线粒体心磷脂合成脂肪酸结合蛋白家族(fatty acid binding proteins,FABPs)是一类控制细胞内脂质代谢的重要蛋白家族。脂肪酸结合蛋白5(fatty acid binding protein 5,FABP5)是脂肪酸结合蛋白家族的成员之一,在脂肪酸向线粒体等细胞器转运过程中发挥重要作用。然而,FABP5是否参与Mtb调控MΦ线粒体脂肪酸代谢尚不清楚。接下来,我们检测了Mtb感染对FABP5在MΦ的表达水平的影响。发现Mtb感染后MΦ,FABP5的表达水平显著下调。为验证FABP5的表达下调是否参与Mtb调控线粒体脂质代谢,我们建立了慢病毒表达FABP5特异性sh RNA系统并成功筛选出了FABP5稳定敲低的THP-1细胞系,分化成MΦ后,感染Mtb,检测了心磷脂合成相关基因、心磷脂含量、线粒体呼吸效率、ROS含量及ATP含量等指标。结果显示,Mtb感染抑制线粒体心磷脂合成部分原因是由于Mtb下调FABP5导致的。综上所述,我们的研究结果表明,Mtb感染可通过下调FABP5表达抑制线粒体心磷脂合成进而影响线粒体形态及功能。