快报｜对吞噬细胞的全转录组测序揭示了参与抵抗结核感染的ceRNA网络
作者：冉凡磊1，王雅果2，张国钦3，郭海燕4，李锦龙5，张锡林6，吴智龙6，毕利军1
第一作者：冉凡磊，王雅果，张国钦
作者单位：1中国科学院生物物理研究所，中国科学院大学，广州国家实验室；2中国科学院生物物理研究所，体必康集团；3中国科学院生物物理研究所，中国科学院大学；4中山大学附属第七医院，深圳市炎症性疾病系统医学重点实验室；5体必康集团；6佛山市第四人民医院
通信作者：张锡林，吴智龙，毕利军
Whole-transcriptome sequencing of phagocytes reveals a ceRNA network contributing to natural resistance to tuberculosis infection
Ran F, Wang Y, Zhang G, Guo H, Li J, Zhang X, Wu Z, Bi L.
Microb Pathog，2024 May 15;192:106681.
doi: 10.1016/j.micpath.2024.106681.
PMID: 38754565
研究背景
结核病是通过含有结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）的飞沫在人与人之间传播的。暴露于Mtb会导致多种临床结果，包括无症状的结核潜伏感染（LTBI）或有症状的活动性结核病（ATB）。然而，并不是所有暴露的个体都会患病，有些人在大量和长期暴露于Mtb环境后没有显示出Mtb感染的证据。他们被认为对Mtb感染有相对的抵抗力，例如一些家庭接触者、医生、护士和一些长期接触高结核负荷环境的卫生工作者，在频繁和大量接触Mtb后仍然保持不被感染，他们的TST和IGRA反应持续阴性，被称为 "抵抗者（Resisters）"。研究"Resister"表型对结核感染的抵抗机制将有利于结核病的预防和治疗。
研究方法
本研究在长期接触活动性结核病患者的医务人员中招募LTBI和Resisiter受试者，并收集活动性结核患者作为对照。分离LTBI、Resister和ATB的外周血单个核细胞（PBMC），利用表达荧光的牛结核分枝杆菌（BCG）在体外侵染PBMCs，对来自不同供体的PBMC吞噬作用进行评估。通过流式细胞仪对可以吞噬BCG的细胞进行分选，进一步通过全转录组测序和small RNA 测序技术，分析Resister和LTBI吞噬细胞中 mRNA、lncRNA、circRNA和miRNA的表达谱，构建与结核抵抗表型相关的ceRNA网络并对关键分子进行验证。
主要结果
我们利用荧光BCG侵染评估了PBMC的吞噬能力，结果显示，ATB组吞噬BCG的细胞比例显著高于LTBI组和Resister组，但胞内平均荧光强度(MFI)无差异；ATB组吞噬BCG的CD14+细胞比例显著高于LTBI组和Resister组，MFI也无显著差异；CFU计数结果类似，ATB组吞噬率更高，而LTBI和Resister之间没有明显的差异（图2）。这表明吞噬细胞的吞噬能力并不是其抵抗表型的决定因素。
为了研究活动性肺结核密切接触者对结核感染的抵抗机制，我们对吞噬细胞进行了全转录组和small RNA测序，重点分析了Resister和LTBI之间mRNAs、lncRNAs、circRNAs和miRNAs的差异表达（图3）。Resister和LTBI之间差异表达基因有277个的mRNA（71个上调，206个下调），589个lncRNA（323个上调，266个下调），523个circRNA（308个上调，215个下调），以及35个miRNA（12个上调，23个下调）。
基于ceRNA假说，构建了lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA网络，并对网络中的关联做进一步筛选，构建了参与结核抵抗表型的lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA子网络（图4），功能富集分析显示其主要在免疫代谢的调控中发挥作用。
为了进一步验证测序数据和lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA网络中的关键分子，重新招募并收集了Resister和LTBI志愿者样本，对部分关键基因和ceRNA通过qRT-PCR进行验证。结果显示，所有验证的RNA在Resister和LTBI之间均有差异表达，且与测序结果一致（图5）。
结论
吞噬细胞的吞噬能力不是抗性表型的决定因素。非编码RNA可以通过ceRNA网络参与对结核感染的天然抵抗。ceRNA网络中一些关联轴可能通过调节免疫代谢在结核感染中发挥作用，从而导致抵抗表型的发展。我们的研究结果为抵抗表型提供了新的见解，并为预防和治疗结核感染提供了新的潜在靶点。
本文来自于“中国防痨杂志期刊社”公众号
