Regulation of Immune Responses to Mycobacterium tuberculosis Infection

结核分枝杆菌感染免疫反应的调节

基本信息

  • 批准号:
    10465067
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.42万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-24 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

SUMMARY The disease outcome and pathology of tuberculosis (TB) are driven by the type of immune response mounted in the host, yet the molecular requirements for successful control of TB by immune cells remain poorly understood. In particular, although IL-10 production is upregulated in patients with active TB and is known to antagonize pathways that are essential for the control of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infection, the impact and function of IL-10 during Mtb infection has remained elusive because loss of function studies (i.e, in Il10-/- mice) have yielded only minimal phenotypes. We previously showed that the transcription factor Bhlhe40 regulates IL-10 expression in T cells in a mouse model of multiple sclerosis. By analyzing several published gene expression datasets, we have now found that BHLHE40 transcripts are present in significantly lower abundance in patients with active TB as compared to healthy controls and patients with latent TB. This finding of decreased BHLHE40 expression in patients with active TB led us to investigate its role during Mtb infection in mice. We discovered that loss of Bhlhe40 in mice during Mtb infection results in higher Il10 expression, higher bacterial burden, and early susceptibility to infection. The severe phenotypes observed in Bhlhe40-/- mice are similar to those observed in mice lacking STAT1 or NF-κB p50, both of which are transcription factors central to immune regulation. However, unlike STAT1 and NF-κB, a role for Bhlhe40 during infection is completely unknown. Through a series of detailed mechanistic studies, we find that Bhlhe40 is required to directly repress Il10 expression in T cells and CD11c+ cells during Mtb infection, and deletion of Il10 in Bhlhe40-/- mice reverses the susceptibility of these mice. Our preliminary data have led to our central hypothesis that Bhlhe40 functions as a key transcriptional regulator of gene expression during Mtb infection that is required for effective control of Mtb replication. We will begin to address this hypothesis by dissecting the mechanism by which Bhlhe40 regulates IL-10 production and how this impacts susceptibility to Mtb. Our studies are the first to investigate a role for Bhlhe40 in both infectious disease and in myeloid cells, and will provide fundamental insights into the molecular requirements for immunity to infection. In addition, investigations into Bhlhe40 provide a unique opportunity to shed light on how different levels of IL-10 can impact TB disease, something that has not been evident in other studies. To test our hypothesis and improve our understanding in these areas, we will address the following independent aims: (1) Identify how loss of Bhlhe40 in T cells and CD11c+ cells impacts on immune responses to Mtb, (2) Dissect the mechanism whereby Bhlhe40 regulates Il10 expression in immune cells, and (3) Define the immune responses that are responsible for susceptibility to Mtb infection in the presence of higher Il10 expression.
概括 结核病(TB)的疾病结果和病理学由安装的免疫增强响应类型驱动 在宿主中,免疫细胞成功控制结核病的分子要求仍然很差 理解。特别是,尽管有活性结核病患者的IL-10产生已更新,并且已知 对抗控制结核分枝杆菌(MTB)感染至关重要的途径 MTB感染期间IL-10的影响和功能仍然难以捉摸,因为失去了功能研究(即,在 IL10 - / - 小鼠仅产生最小的表型。我们先前证明了转录因子BHLHE40 在多发性硬化症的小鼠模型中调节T细胞中IL-10的表达。通过分析几个已发表的 基因表达数据集,我们现在发现BHLHE40转录本以显着较低 与健康对照组和潜在结核病患者相比,活动性结核病患者的抽象性。这个发现 活性结核病患者的BHLHE40表达的改善导致我们研究了其在MTB感染中的作用 在老鼠中。我们发现MTB感染期间小鼠中BHLHE40的损失导致IL10表达更高, 较高的细菌灼伤和早期感染的敏感性。 Bhlhe40 - / - 观察到的严重表型 小鼠与缺乏STAT1或NF-κBp50的小鼠相似,这两者都是转录因子 免疫调节的中心。但是,与STAT1和NF-κB不同,在感染过程中BHLHE40的作用是 完全未知。通过一系列详细的机械研究,我们发现BHLHE40需要 在MTB感染过程中,直接抑制T细胞和CD11C+细胞中的IL10表达,IL10在 Bhlhe40 - / - 小鼠逆转了这些小鼠的敏感性。我们的初步数据导致了我们的中心 假设BHLHE40在MTB感染过程中充当基因表达的关键转录调节剂 这是有效控制MTB复制所必需的。我们将通过解剖来解决这一假设 BHLHE40调节IL-10产生的机制以及这如何影响对MTB的敏感性。我们的 研究是第一个研究BHLHE40在传染病和髓样细胞中的作用的研究,并将 提供对免疫感染的分子要求的基本见解。此外, 对BHLHE40的投资提供了一个独特的机会,可以阐明不同水平的IL-10可以如何 影响结核病疾病,在其他研究中尚未证明这一点。检验我们的假设并改善 我们在这些领域的理解,我们将解决以下独立目标:(1)确定如何损失 T细胞和CD11C+细胞中的BHLHE40影响对MTB的免疫反应,(2)剖析机制 因此,BHLHE40调节免疫细胞中的IL10表达,(3)定义免疫反应 在较高的IL10表达存在下,负责对MTB感染的易感性。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Transcription Factor Bhlhe40 in Immunity and Autoimmunity.
  • DOI:
    10.1016/j.it.2020.09.002
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.8
  • 作者:
    Cook ME;Jarjour NN;Lin CC;Edelson BT
  • 通讯作者:
    Edelson BT
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