《mSphere》:Use of a human immortalized microglia cell line to study recognition, phagocytosis, and intracellular survival of Cryptococcus neoformans
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本研究通过C20永生化人小胶质细胞模型,系统阐明了新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)通过细胞壁修饰(如几丁质/壳聚糖暴露)与尺寸调控逃逸小胶质细胞吞噬的独特机制,并首次揭示其在小胶质细胞内延迟吞噬体成熟(EEA1滞留、LAMP1/vATPase募集滞后)及诱发膜损伤(Galectin-3阳性率高达58.5%)的免疫逃逸策略。该工作为中枢神经系统隐球菌感染提供了关键病理模型,对开发靶向宿主-病原互作的疗法具有重要启示。
小胶质细胞对新生隐球菌的吞噬活性受限且具有菌株特异性
研究通过对比C20永生化人小胶质细胞、原代人小胶质细胞及THP-1细胞(肺泡巨噬细胞模型)的吞噬能力,发现小胶质细胞对新生隐球菌野生株(KN99α、H99等)的吞噬指数(Phagocytic Index, PI)显著低于THP-1细胞(C20 PI=2.3 vs. THP-1 PI=37)。值得注意的是,小胶质细胞对非致病性酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae, BY4741)的吞噬能力显著更高(PI=132.6),表明其吞噬缺陷具有病原特异性。进一步研究显示,隐球菌的存活状态、分泌因子或荚膜缺失(如cap59Δ突变株)均不改变其被小胶质细胞的识别效率,提示存在独立于经典巨噬细胞识别机制的新途径。
新生隐球菌通过细胞尺寸与壁成分调控逃逸小胶质细胞识别
通过筛选50个已知在巨噬细胞中具有吞噬表型的隐球菌突变株,研究发现仅3个突变株(rim101Δ、hpi1Δ、hir1Δ)在小胶质细胞中呈现高吞噬表型(High Uptake, HU)。这些突变株普遍表现出细胞体积减小(如opt1Δ在DMEM中直径减小约30%)及细胞壁几丁质(Calcofluor White染色增强)与壳聚糖(Eosin Y染色升高)暴露增加,而荚膜厚度无一致性变化。结果表明,小胶质细胞对隐球菌的识别可能依赖于病原体尺寸及细胞壁组分暴露程度,而非传统巨噬细胞依赖的荚膜相关机制。
隐球菌操控小胶质细胞吞噬体成熟并诱发膜损伤
免疫荧光分析显示,野生型隐球菌在小胶质细胞中延迟吞噬体成熟:早期内体标志物EEA1在吞噬后3小时内滞留率从64.9%升至76.6%,而晚期标志物LAMP1与vATPase的募集显著滞后(3小时阳性率仅50.8–64.7%,对照BY4741>89%)。此外,血清调理的隐球菌诱导吞噬体膜损伤(Galectin-3标记)在24小时高达58.5%,显著高于非致病酵母(15.6%)。这种膜损伤与吞噬体酸化障碍共同为隐球菌的胞内存活提供有利环境。
突变株揭示吞噬体成熟与杀菌活性的非必然关联
研究测试了6个已知在巨噬细胞中存活缺陷的隐球菌突变株(如cap59Δ、gat201Δ、vps25Δ),发现它们在小胶质细胞中虽加速LAMP1募集(如gat201Δ在1小时LAMP1+比例提升2倍),但其胞内存活率表现不一:cap59Δ与gat201Δ等突变株在48小时被有效清除,而pdr6Δ与rdi1Δ仍维持增殖。表明小胶质细胞的杀菌效能不仅取决于吞噬体成熟速度,更与病原体特定毒力因子(如氧化应激耐受性)相关。
C20细胞模型验证与转化价值
本研究首次系统验证C20永生化人小胶质细胞在表型(吞噬活性、吞噬体成熟动态)和功能(胞内杀菌效率)上与原代人小胶质细胞高度一致,且显著区别于外周巨噬细胞(如THP-1、BMDM)。该模型为中枢神经系统感染研究提供了可扩展的体外工具,尤其适用于隐球菌-小胶质细胞互作的高通量机制筛选,为靶向宿主免疫通路的抗真菌策略开发奠定基础。