据世界卫生组织最新发布的《2021年全球结核病报告》显示,全世界仍有大约25%的人口感染了结核分枝杆菌,在2019新型冠状病毒（COVID-19）大流行之前,结核病是单一感染因素致死人数最高的感染性疾病,超过艾滋病。结核病不仅严重危害人类健康和生命,也严重增加了社会负担,尤其是在发展相对落后的贫困地区。因此,全球结核病形势依然严峻,攻克结核病迫在眉睫。而揭示结核分枝杆菌与宿主相互作用的分子机制是结核病预防和治疗不可或缺的理论基础。病原体在感染宿主过程中,为了生存和繁衍,会通过很多效应蛋白来干扰、调控宿主的免疫防线或者细胞器功能。比如通过诱导宿主细胞内质网应激来破坏内质网稳态,最终可能导致宿主细胞死亡。根据2010年的一项研究报道,在结核病人和被结核分枝杆菌感染后的小鼠的肺部肉芽肿中,大部分与内质网应激相关的基因都发生了上调表达,这表明结核分枝杆菌感染也可以诱导宿主细胞发生内质网应激。然而,关于结核分枝杆菌诱导宿主细胞发生内质网应激的相关研究还非常有限,其分子机制存在大量未知,其生理意义至今没有被明确探讨。因此,本论文围绕结核分枝杆菌引发宿主细胞内质网应激这一科学问题做了深入探索,并从表型、分子机制、生理意义三个层面获得了如下结果。表型:我们首先通过荧光标记的活细胞成像发现一个全新的结核分枝杆菌效应蛋白CdhM可以靶向定位至宿主细胞内质网并引起明显的内质网形态异常,经过进一步的长时间活细胞追踪成像发现CdhM最终可引起宿主细胞皱缩死亡（类似于细胞凋亡）。通过构建单一保守氨基酸突变体,我们发现L44A、G96A、H150A、W175A等突变体不再具有上述表型,因此说明CdhM引发的上述表型具有特异性和功能性。分子机制:首先,我们对转染了CdhM或者突变体H150A的宿主细胞进行了转录组测序分析,发现CdhM能够显著影响内质网功能相关的信号通路,大部分与内质网应激相关的基因都受到CdhM的调控,而H150A突变体则不具备这样的功能。通过实时荧光定量PCR和免疫印迹等生化实验,我们发现CdhM可显著上调内质网应激标志物BiP和CHOP的转录水平和蛋白水平,而它的突变体不具备这样的能力,因此我们证实CdhM可以作为单一因素引发宿主细胞内质网应激。然后,我们构建了CdhM相关重组菌株,在体外巨噬细胞感染模型下对CdhM的功能进行了进一步研究。CdhM相关菌株感染后的巨噬细胞转录组结果显示:（1）被结核分枝杆菌感染后的巨噬细胞中内质网应激相关基因的表达谱发生了显著变化,这一结果从细胞模型层面证实了2010年关于结核病肉芽肿中存在内质网应激的发现;（2）CdhM在结核分枝杆菌感染巨噬细胞过程中也能促进宿主细胞内质网应激的发生。通过对感染后的巨噬细胞内质网应激标志物BiP和CHOP的转录水平和蛋白水平的检测同样证实了上述结论。此外,通过生化实验进一步评估转染和感染情况下宿主XBP1的剪接率和eIF2α的磷酸化水平,我们发现CdhM既可以单独也可以在结核分枝杆菌感染巨噬细胞过程中显著上调XBP1的剪接率和eIF2α的磷酸化水平,而它的突变体不具备这样的能力,说明CdhM至少可以通过IRE1和PERK两条信号通路激活内质网应激反应（即未折叠蛋白反应）。生理意义:我们发现CdhM诱导的内质网应激可以介导结核分枝杆菌感染过程中巨噬细胞的凋亡。通过体外感染巨噬细胞过程中的细菌CFU测定,我们发现CdhM介导的细胞凋亡可以促进结核分枝杆菌释放至细胞外。鉴于之前的研究已经发现结核病干酪状肉芽肿中存在内质网应激介导的细胞凋亡,这意味着CdhM可能在结核病晚期肉芽肿中通过诱导内质网应激介导巨噬细胞凋亡来帮助结核分枝杆菌扩散和增殖。最后,通过小鼠感染模型我们观测了CdhM相关重组菌株感染后的小鼠肺组织病理切片,初步发现CdhM能够增加结核分枝杆菌感染过程中小鼠肺部病灶的形成,说明CdhM可能在感染活体动物过程中发挥作用。综上所述,我们的研究发现了一个全新的结核分枝杆菌效应蛋白CdhM,它通过诱导内质网应激介导被感染的宿主细胞发生凋亡来促进结核分枝杆菌的扩散和增殖。本研究首次发现了结核分枝杆菌诱导内质网应激的生理意义,为理解结核病发病机理和临床治疗提供了新的理论基础。