在軟組織的侵襲性細菌感染下所引起的第一型干擾素訊號可以去避免IL-1β產生致死性的全身性過度發炎反應

Virginia Castiglia, Alessandra Piersigilli, Florian Ebner, Dagmar Stoiber, Pavel Kovarik

Cell Host & Microbe, 2016. 19, 375–387

Speaker: Yi Tein (田 依)                                                       Time: 15:00~16:00, May 18, 2016

Commentator: Dr. Ching-Hao Teng (鄧景浩老師)               Place: Room 601

Abstract:

第一型干擾素在病毒感染下扮演一個保護的角色已經被廣為所知，但是在細菌感染下其扮演的角色還不清楚。化膿性鏈球菌是人類一個重要的致病菌在臨床上會造成嚴重的侵襲性疾病。而在先前的研究中，已經指出在化膿性鏈球菌感染時可以在免疫細胞中去活化第一型干擾素，而當缺乏第一型干擾素接受器的小鼠感染化膿性鏈球菌時對於其感受性大大提升[1]。因此，作者想要去闡述及研究第一型干擾素的訊號對於在化膿性鏈球菌感染下所扮演的角色與機制探討。首先，作者利用了Cre-Lox系統調控報告老鼠在特定細胞類型中並去監測了干擾素-β的表達以及刺激量，而結果顯示干擾素-β在化膿性鏈球菌感染下，會主要由表達LysM⁺以及CD11c⁺的骨隨細胞所產生，並且藉由Irf5這條路徑。然而，在第一型干擾素接受器缺乏的小鼠中發現，其存活率明顯比野生型還高，但發現細菌的定植量在各個部位並沒有顯著差異。利用了組織切片以及ELISA看到了在第一型干擾素接受器缺乏的小鼠中，感染了化膿性鏈球菌之後，淋巴球浸潤及器官損傷的情形比野生型還顯著，也看到了IL-1β表達量顯著升高在第一型干擾素接受器缺乏的小鼠中。利用Air pouch感染模型中，看到了在第一型干擾素接受器缺乏的小鼠感染部位主要的浸潤細胞為嗜中性球，而這樣的現象也證明了，嗜中性球可能是在感染部位最重要促使IL-1β過度表達的細胞。此外，從第一型干擾素接受器缺乏的小鼠分離其巨噬細胞、樹突細胞和嗜中性球病，感染化膿性鏈球菌且加入了外源性的干擾素-β，去檢測了IL-1β mRNA 的表達，作者發現第一型干擾素的訊號可以抑制IL-1β的基因轉錄在骨髓細胞中。 最後作者去看了當IL-1β接受器缺失以及caspase-1、caspase-11雙缺失的小鼠，當感染了化膿性鏈球菌後，生存率與野生行相比皆顯著下降，而在IL-1β接受器缺失的小鼠加入了Ac-YVAD-CHO (caspase-1 and caspase-4 抑制劑)發現生存率比未加入的小鼠顯著的回升。綜合以上結果說明了在化膿性鏈球菌感染下，所促發的第一型干擾素的訊號路徑可以去控制IL-1β表達量，使其部會過度產生造成過度的發炎反應及組織損傷。

References:

1. Nina Gratz, et al., Group A Streptococcus Activates Type I Interferon Production and MyD88- dependent Signaling without Involvement of TLR2, TLR4, and TLR9. Science, 2008 vol 321