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科学家发现免疫细胞中隐藏的“开关”:CARD9蛋白激活巨噬细胞清除致命真菌

东英吉利大学(UEA)的科学家参与发现了一种在我们免疫细胞内部帮助身体摧毁危险真菌感染的“控制开关”。研究人员发现,一种名为CARD9的蛋白在触发巨噬细胞(一种吞噬并杀死入侵微生物的免疫细胞)消灭真菌的过程中起关键作用。该研究在小鼠(系统性白色念珠菌或烟曲霉菌感染模型)和人类细胞(取自携带CARD9功能缺失突变的患者)中评估了巨噬细胞和中性粒细胞对真菌的杀伤能力。

主要发现如下:

  • CARD9在巨噬细胞吞噬真菌后,被招募到吞噬体膜上,并组装形成CARD9-BCL10-MALT1(CBM)复合体。

  • 该复合体激活核因子κB(NF-κB)信号通路,诱导活性氧和促炎细胞因子(肿瘤坏死因子-α(TNF-α),白细胞介素-6(IL-6))的产生,从而杀死真菌。

  • CARD9缺陷的个体患有真菌易感性疾病(慢性皮肤黏膜念珠菌病,侵袭性真菌感染)。

研究揭示了CARD9介导巨噬细胞抗真菌免疫的关键机制,并提出了治疗真菌感染(特别是在免疫功能低下的患者中)的新型药物靶点。

CARD9在抗真菌免疫中的作用总结

 
 
组成部分 在真菌杀伤中的功能
模式识别受体(如Dectin-1, Dectin-2) 识别真菌细胞壁成分(β-葡聚糖, α-甘露聚糖)。
CARD9(衔接蛋白) 必需的(结合下游信号,激活NF-κB)。
BCL10 / MALT1 与CARD9形成CBM复合体。
NF-κB 诱导炎症和活性氧相关基因表达。
吞噬体成熟 CARD9控制吞噬体与溶酶体的融合速率。

关键数据(小鼠和人类巨噬细胞)

 
 
读数 CARD9完好的巨噬细胞 CARD9缺陷的巨噬细胞
对白色念珠菌的杀伤(体外群体感应的菌落形成单位计数)。 高(约80-90%)。 低(约20-30%)。
NF-κB活化(p65核转位,IκB磷酸化)。 强。 受损/缺失。
活性氧产生(化学发光法)。 高。 受损/缺失。
肿瘤坏死因子-α/白细胞介素-6的产生(ELISA)。 高。 受损/缺失。
小鼠体内模型(系统性念珠菌病)。 存活(约80-90%)。 较早死亡(高真菌负荷, 器官损伤)。

对临床实践的意义

 
 
应用 描述 当前状态
诊断(对不明原因的真菌感染) 对反复发生皮肤黏膜念珠菌病、隐球菌病或曲霉病(无典型免疫抑制)的患者进行CARD9测序。 B级(对已知有遗传倾向的患者可指导治疗方案)。
靶向治疗(激动剂) 开发CARD9激动剂以增强抗真菌免疫(作为传统抗真菌药物(氟康唑、卡泊芬净)的辅助治疗)。 临床前(小分子筛选待补充)。
基因治疗 对于CARD9缺陷患者,造血干细胞移植可能恢复抗真菌免疫力。 C级(基于病例报告)。

局限性

  • 目前该研究涉及的CARD9在中性粒细胞抗真菌免疫中的作用较小(CARD9途径在巨噬细胞中介导作用占主导地位)。

  • CARD9活性在癌细胞中的上调可能通过NF-κB促进肿瘤存活。因此,全身性激活CARD9可能导致癌症风险增加,需要靶向递送(脂质体、纳米颗粒)至巨噬细胞/吞噬体。

  • 在小鼠中观察到的CARD9激活模式(CBM复合体组装)与人类细胞是否完全一致,仍需要通过人类原代巨噬细胞的实验进一步确认。

关键信息速览

 
 
项目 内容
关键蛋白 CARD9(caspase募集结构域家族成员9)。
细胞类型 巨噬细胞, 树突状细胞(中性粒细胞作用较小)。
上游受体 C型凝集素受体(Dectin-1等)。
下游效应 NF-κB活化 → 活性氧 + 促炎细胞因子。
相关疾病(功能缺失突变) 慢性皮肤黏膜念珠菌病, 侵袭性真菌感染。
治疗潜力 激动剂 → 增强免疫缺陷/ICU患者的真菌清除。
局限性 CARD9的广泛激活可能增加癌症风险。
发表期刊 Cell。

关键概念:CARD9 | 巨噬细胞(Macrophage) | 白色念珠菌(Candida albicans) | 烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus) | Dectin-1 | NF-κB | 吞噬体(Phagosome)
相关领域:免疫学(真菌免疫) | 传染病 | 药物发现 | 医学遗传学

——本文基于东英吉利大学在 Cell 发表的研究编译,为免疫学家、传染病专家及药物发现研究人员提供关于CARD9作为巨噬细胞抗真菌反应关键调节因子的证据。

(责任编辑:泉水)