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研究目的比较两株盖尔森基兴诺卡菌(N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株与N.cyriacigeorgica GUH-2菌株)的毒力强弱,并以这两株盖尔森基兴诺卡菌为实验对象,比较其在宿主细胞中激活固有免疫信号通路的能力,以及在体内和体外诱导细胞因子的表达情况,为阐释诺卡菌的致病机制提供理论基础。研究方法为了研究该两株盖尔森基兴诺卡菌对宿主的影响,我们采用了细胞毒实验、对宿主细胞的侵袭实验、在宿主细胞中的存活实验以及在体动物BALB/c小鼠感染该两株菌后的存活实验,通过这些多方位细致的比较,来确定两株盖尔森基兴诺卡菌毒力的强弱;利用Western Blot实验比较两株菌在A549细胞和RAW 264.7细胞中激活MAPK(包括ERK、JNK和P38)、NF-κB、PI3K/Akt信号通路的能力;利用滴鼻感染BALB/c小鼠,统计不同时间点小鼠肺及血清中的菌载量;利用ELISA法分别在宿主细胞、小鼠的肺及血清中检测不同时间点细胞因子的浓度;采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。研究结果毒力相关实验表明,与N.cyriacigeorgica GUH-2菌株相比,N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株对A549细胞及RAW 264.7细胞的细胞毒作用更强(P<0.01),对BALB/c小鼠致死率更高,对Hela细胞、A549细胞以及RAW 264.7细胞中的侵袭能力更强(P<0.01),在A549细胞和RAW 264.7细胞中存活的数量更多(P<0.01)。Western Blot结果表明两株菌均可以激活MAPK信号通路。值得注意的是,N.cyriacigeorgica GUH-2菌株激活JNK和P38的水平强于N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株,但是N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株激活ERK的水平强于N.cyriacigeorgica GUH-2菌株。在激活NF-κB信号通路上,两菌株均可以磷酸化p65,且p65磷酸化水平未见明显差异。在激活PI3K/Akt信号通路上,N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株激活AKT的表达水平明显强于N.cyriacigeorgica GUH-2菌株。ELISA结果表明,在两菌株分别感染RAW 264.7细胞的12 h和24 h,检测IL-6与IL-10的浓度在N.cyriacigeorgica GUH-2菌株中均明显高于N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株(P<0.01)。另外,我们发现两菌株都可以引起TNF-α的表达浓度升高,且两者的表达水平没有明显区别(P>0.05)。进一步的动物实验当中,我们通过鼻饲感染BALB/c小鼠(N.cyriacigeorgica GUH-2菌株的菌量为2×10~7CFU/只),观察到小鼠肺内盖尔森基兴诺卡菌在48h内绝大多数(98.35%)被逐渐清除。在感染早期,肺组织中IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、TNF-α、IFN-γ的浓度均明显高于对照组(P<0.01)。随着时间的推移,各细胞因子的浓度呈现出逐渐下降的趋势;血清检测结果显示,IL-6(6 h-24 h)、IFN-γ(12 h-24 h)与IL-10(48 h)浓度较高(P<0.01),IL-12(12 h-48h)与IL-4(12 h)的表达明显受到抑制(P<0.01),TNF-α与IL-2的浓度则处于较低的水平,与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。另外,在肺中,各细胞因子的浓度与菌载量之间符合线性相关,且均呈正相关。研究结论N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株的毒力强于N.cyriacigeorgica GUH-2菌株:N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株对宿主细胞的细胞毒性与侵袭力更强,在宿主细胞中的存活数量更多,对小鼠的致死率更高。另外,该两菌株在激活信号通路以及产生细胞因子方面,表现出相似性与差异性,提示该两株菌的致病机制是不同的。研究结果表明两株菌在宿主细胞中激活NF-κB通路上无明显差异,但是激活MAPK通路的途径以及细胞因子的释放量存在显著差异。另外,与N.cyriacigeorgica GUH-2菌株相比,N.cyriacigeorgica ATCC14759菌株磷酸化AKT表达水平更高。在小鼠感染该两株盖尔森基兴诺卡菌的过程中,IL-6、TNF-α、IL-12、IL-2、IFN-γ、IL-10、IL-4均参与了炎症反应,尤其以IL-6、IL-12、IFN-γ和IL-10浓度较高。本研究结果提示,在该两株诺卡菌的致病机制中,存在固有免疫信号通路的上调和相应细胞因子的变化,这些细胞因子交互作用形成的调控网络在清除诺卡菌感染过程中发挥重要作用。