鞭毛素蛋白(flagellin)是构成细菌鞭毛丝状体的主体部分，是许多细菌共有的一种保守的病原相关分子模式(pathogen associated molecμLar patterns，PAMPs)分子。沙门氏菌鞭毛素分子被宿主细胞表面的TLR5识别后，可迅速诱导机体产生细胞因子和趋化因子，启动宿主的先天免疫反应，并且诱导DC细胞成熟，进而启动获得性免疫反应。最近研究表明沙门氏菌鞭毛素进入巨噬细胞胞质溶浆后，可以诱导Naip5/NLRC4炎症小体的形成，激活caSpase-1，引起pyroptosis。　　 可见，机体形成了TLR5和NLRC4这两种识别细胞外和细胞内鞭毛素的先天性免疫识别机制。然而，这两种识别机制的相互关系如何，两种机制同时存在是否冗余，以及致病菌与非致病菌来源的鞭毛素是否可以被这两种通路差异性识别等一系列问题均没有阐明。基于上述问题，我们克隆表达了致病性沙门氏菌与非致病性大肠杆菌来源的重组鞭毛素蛋白（SF和KF），系统研究比较了这两种不同来源的鞭毛素蛋白激活TLR5和NLRC4免疫识别通路的特征和相互关系，并进一步探索了这种重组鞭毛素蛋白的开发应用。　　 我们研究发现在上皮细胞及各种树突细胞中SF与KF激活TLR5通路上均无显著性差别。但是KF在巨噬细胞中激活NLRC4通路的能力大大低于SF。这一结果初步表明TLR5和NLRC4这两条鞭毛素免疫识别通路具有不同的功能特征，通过NLRC4可实现对不同细菌来源的鞭毛素蛋白的区分识别。这一发现为我们深入了解免疫系统如何识别病原、启动免疫防御和维持体内微生物有益共生，保持体内稳态的机制提供了新的线索。同时也为我们开发利用鞭毛素蛋白，研发新型佐剂奠定了理论基础。　　 因此，本研究的另一部分重点研究了鞭毛素通过粘膜途径免疫的粘膜佐剂活性和TLR5、NLRC4识别通路的关系，并试图改造优化获得免疫机制清楚、安全有效的粘膜佐剂。　　 我们的研究表明常规剂量下滴鼻免疫小鼠，KF与SF显示出相同的粘膜佐剂效果，说明佐剂活性主要由TLR5通路的激活产生。KF与SF均倾向于诱导Th2型免疫反应，但仍可增加抗原特异的IFN-γ分泌性T细胞的产生。但在超大剂量下，KF引起的炎症副反应低于SF，因此KF作为佐剂具有相对较高的安全性。此外，鞭毛素作为大分子蛋白，常具有比目的抗原更强的免疫原性。对鞭毛素进行的抗原性区段分析显示，其主要抗原活性部位在高变区，与佐剂活性相关的激活TLR5关键的保守区分隔。高变区缺失改造对激活TLR5通路的能力无显著性影响，能在保留佐剂活性的前提下显著降低佐剂自身的免疫原性。高变区替换为目的抗原，在常用免疫剂量下对佐剂活性无显著性影响，不仅减少了鞭毛素部分的免疫原性，而且降低了其炎症反应强度，有利于获得安全有效的粘膜免疫佐剂。