miR-21-3p调节结核分枝杆菌在宿主巨噬细胞内存活机制的研究

目的 研究miR-21-3p在结核分枝杆菌(MTB)感染巨噬细胞免疫应答中的调控作用,并进一步探讨其发挥作用的机制.方法 收集6例临床确诊肺结核患者及6名健康人的外周血,分离出外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC).将miR-21-3p模拟物(mimic)、miR-21-3p抑制剂(inhibitor)及阴性对照(NC-mimic及NC-inhibitor)转染细胞后,在不同时间点收集细胞.用MTB标准株H37Rv分别感染细胞系THP-1和U937.采用实时荧光定量逆转录PCR(qRT-PCR)检测miR-21-3p及促炎因子的表达水平.通过生物信息学工具筛选与miR-21-3p相互作用的靶基因,并采用qRT-PCR验证调控关系.结果 临床标本的检测结果表明,结核病组PBMC的miR-21-3p相对表达量为7.286(6.964,10.483),明显高于健康对照组的1.030(0.997,1.169),差异有统计学意义(U＜0.001,P=0.002).细胞实验结果显示,在感染MTB 24 h后,细胞系THP-1及U937中的miR-21-3p相对表达量分别为16.311(15.543,17.030)和72.850(65.343,97.343),与感染前[1.038(0.959,1.165)与1.029(0.979,1.200)]相比,均明显升高,差异均有统计学意义(U值均＜0.001,P值均为0.002).以MTB标准株H37Rv感染miRNA转染的实验组细胞后的菌落形成单位(colony-forming unit,CFU)结果显示,在感染后24hmiR-21-3p模拟物组的胞内菌量为7.5×104 (6.0×104,8.8×104),明显少于NC-mimic组的13.5×104 (12.0×104,14.0×104),差异有统计学意义(U＜0.001,P=0.002).与NC-mimic组相比,miR-21-3p模拟物组巨噬细胞对于MTB感染导致的炎症应答明显增强,IL-6及TNF-α的mRNA相对表达水平分别由1.803(1.729,1.892)及0.960(0.858,1.020)升高至4.520(4.234,5.205)及1.455(1.372,1.523),差异均有统计学意义(U值均＜0.001,P值均为0.002);而抑制剂组的白细胞介素6(IL-6)及肿瘤坏死因子α(TNF-α)相对表达水平分别为0.927(0.901,1.050)及0.781(0.705,0.805),较NC-inhibitor组的1.819(1.007,1.953)及1.101(0.994,1.202)明显降低,差异均有统计学意义(U=2.000,P=0.009;U＜0.001,P=0.002).通过生物信息学工具预测与miR-21 3p序列匹配的基因,并经文献检索,最终筛选出与细胞增殖、凋亡及免疫过程相关的6个候选基因.巨噬细胞分组转染miR-21-3p后,以MTB标准株H37Rv进行感染并检测基因表达情况,结果显示,miR-21-3p模拟物组周期蛋白依赖性激酶8(cyclin-dependent kinases 8,CDK-8)的mRNA相对表达量为0.445(0.434,0.467),明显低于NC-mimic组的1.025(0.917,1.116),差异有统计学意义(U＜0.001,P=0.002);抑制剂组CDK-8的mRNA表达水平为1.255(1.185,1.466),明显高于NC-inhibitor组[0.966(0.947,1.042)],差异有统计学意义(U＜0.001,P=0.002).结论 miR-21-3p可抑制MTB在宿主细胞内的生长,在抗结核免疫过程中发挥重要作用.