NADPH氧化酶4缺陷通过增强树突状细胞介导的IL-12分泌促进结核分枝杆菌感染中的Th1免疫应答

本研究揭示了NADPH氧化酶4(NOX4)在结核分枝杆菌(Mtb)感染中的免疫调控机制。研究人员通过构建Nox4-/-小鼠模型，发现NOX4缺陷可显著降低肺部细菌负荷和病理损伤，其机制是通过AKT/GSK-3β/IRF1信号通路增强树突状细胞(DCs)的IL-12分泌，进而促进Th1型免疫应答。该研究为结核病免疫治疗提供了新靶点。

　　

结核病至今仍是全球重大公共卫生威胁，每年导致数百万人感染。尽管有卡介苗(BCG)和多种抗结核药物，但结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)的免疫逃逸机制使得防控形势依然严峻。在宿主与病原体的博弈中，活性氧(ROS)发挥着双刃剑作用：既是杀伤病原体的武器，也可能导致组织损伤。NADPH氧化酶(NOX)家族是ROS的主要生产者，其中NOX2在抗结核免疫中的作用已被广泛研究，但NOX4的功能仍属未知。

位于韩国首尔的延世大学医学院微生物学系、免疫与免疫疾病研究所的研究团队在《Journal of Microbiology, Immunology and Infection》发表重要研究成果。研究人员通过构建Nox4基因敲除小鼠模型，结合体内外实验系统，揭示了NOX4通过调控树突状细胞(DCs)功能影响抗结核免疫的新机制。

研究采用的主要技术方法包括：建立Mtb K株感染的小鼠模型，通过流式细胞术分析免疫细胞亚群，ELISA检测细胞因子分泌水平，骨髓来源树突状细胞(BMDCs)与T细胞共培养体系，以及Western blot分析AKT/GSK-3β/IRF1信号通路激活状态。

NOX4缺陷减轻Mtb感染小鼠的细菌负荷和肺部病理损伤

通过比较野生型(WT)和Nox4^-/-小鼠感染Mtb后的病理变化，研究发现Nox4^-/-小鼠肺部细菌载量显著降低，炎症面积明显减小。这一保护效应在雌雄小鼠中均得到验证，表明NOX4的免疫调控作用具有普遍性。

NOX4缺陷增强肺部Th1免疫应答

流式分析显示Nox4^-/-小鼠肺部CD45⁺免疫细胞、DCs和T细胞浸润增加。特别值得注意的是，经PPD和ESAT-6刺激后，Nox4^-/-小鼠CD4⁺CD44⁺ T细胞产生干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的能力显著增强，提示Th1型免疫应答被激活。

NOX4缺陷通过DCs增强T细胞IFN-γ产生

通过建立BMDCs与T细胞共培养体系，研究发现Nox4^-/- BMDCs能显著促进T细胞IFN-γ分泌，而T细胞本身增殖不受影响。这一现象与DCs表面MHC分子和共刺激分子的表达水平无关，提示NOX4主要通过调控DCs的细胞因子分泌影响T细胞功能。

NOX4负调控DCs的IL-12产生

深入机制研究发现，Nox4^-/- BMDCs感染Mtb后IL-12p70分泌显著增加，且呈现时间和感染复数(MOI)依赖性。qPCR证实IL-12的两个亚基Il12a和Il12b的mRNA表达均上调。通过中和抗体实验证实，IL-12的增加是促进Th1应答的关键因素。

AKT/GSK-3β/IRF1通路介导NOX4对IL-12的调控

信号通路分析显示，Nox4^-/- BMDCs中AKT1和GSK-3β的磷酸化水平降低，而转录因子IRF1表达增加。使用GSK-3β抑制剂SB216763处理可逆转IRF1上调和IL-12分泌增加，证实NOX4通过AKT/GSK-3β/IRF1轴负调控IL-12产生。

这项研究首次系统阐明了NOX4在抗结核免疫中的调控作用及其分子机制。研究发现NOX4缺陷可通过降低AKT1/GSK-3β信号通路活性，促进IRF1介导的IL-12产生，从而增强DCs激活Th1细胞的能力。这不仅丰富了人们对ROS在免疫调控中复杂作用的认识，也为结核病的免疫治疗提供了新思路。特别是，靶向抑制NOX4可能成为增强BCG疫苗效力的潜在策略。研究也存在一定局限性，如未明确NOX4调控AKT磷酸化是否依赖ROS，以及NOX4缺陷是否影响免疫细胞发育稳态等，这些问题值得后续深入研究。总体而言，该工作为理解宿主-病原体相互作用提供了重要理论依据，具有显著的转化医学价值。