肺结核、肺腺癌及肺结节病的分子病理学相关性和标志物

来源: 生物通 / 作者: 2020-10-27
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结核病(tuberculosis)是由结核分枝杆菌(M. tuberculosis, Mtb)引起的全球传播最广泛和致死率最高的慢性传染病之一。中国科学院微生物研究所刘翠华课题组长期致力于研究 Mtb 等重要病原菌与宿主相互作用的分子机制,近年来先后在 Nature Immunology、Nature Communications、The Journal of Immunology、Cellular Microbiology 和 Cellular & Molecular Immunology 等杂志发表系列研究工作,揭示了结核病的致病新机制并为结核病治疗提供了新思路和新靶点。

近年来,人们注意到结核感染是引起一系列其他肺部炎症性疾病(如肺癌和结节病)的潜在诱因。肺癌是全球致死率最高的癌症类型,其中肺腺癌是最常见的组织学亚型,而结节病则是一种常见的自身免疫性疾病,常导致肺或淋巴结等器官形成与结核病相似的肉芽肿病灶。然而,上述三种疾病发病的分子机制相关性尚未被阐明。更重要的是,临床上一些结核病患者常表现出肺癌或肺结节病的症状和影像学特征,给疾病的诊断和治疗带来了挑战。

近日,刘翠华课题组揭示了肺结核、肺腺癌及肺结节病患者的肺组织转录表达谱的特征。一方面,该研究团队发现结核病、肺腺癌和肺结节患者的肺组织中高表达一系列相同的重要疾病相关分子。其中,肺结核和肺腺癌患者均高表达的基因 MKI67 被证实是受到 Mtb 调控进而促进肺腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的关键宿主分子。另一方面,该研究团队还鉴定了三种肺部疾病特异性活化的信号通路及标志物分子。有趣的是,结核病人肺组织的分子特征提示结核病的发展与转归与骨化(ossification)过程密切相关。

进一步实验证明,被 Mtb 感染的巨噬细胞能够通过 BMP/SMAD/RUNX2 信号通路促进自身 TNF 和 iNOS 的产生而抵抗感染,同时还会通过细胞间的相互作用促进间充质干细胞的成骨分化过程,从而引起结核病人肺部异位骨化的发生。

综上,该研究揭示了肺结核、肺腺癌和肺结节病之间的分子病理学相关性及特异性分子标志物,这些发现加深了人们对结核病致病机制的理解,同时为上述肺部慢性疾病的辅助鉴别诊断提供了潜在分子标志物。

相关结果已于 Communications Biology 在线发表,题为 “Lung gene expression signatures suggest pathogenic links and molecular markers for pulmonary tuberculosis, adenocarcinoma and sarcoidosis”。刘翠华课题组的博士生柴琪瑶和陆喆以及首都医科大学刘志东教授为该文章的并列第一作者,中科院微生物研究所刘翠华研究员和首都医科大学逄宇研究员为共同通讯作者。这项工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的支持。

原文标题:

Lung gene expression signatures suggest pathogenic links and molecular markers for pulmonary tuberculosis, adenocarcinoma and sarcoidosis

https://www.nature.com/articles/s42003-020-01318-0

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