[发明专利]自噬调节剂在消除牛乳腺上皮细胞内金黄色葡萄球菌中的应用

说明书

本发明公开了自噬调节剂在消除牛乳腺上皮细胞内金黄色葡萄球菌中的应用。本发明首次对金黄色葡萄球菌与牛乳腺上皮细胞自噬之间的关系进行了研究，发现金黄色葡萄球菌能够诱导牛乳腺上皮细胞自噬，但不能被自噬清除。因此，清除侵入牛乳腺上皮细胞内的金黄色葡萄球菌极为困难。本发明意外的发现，自噬调节剂‑‑氯喹(CHQ)能够在自噬后期使牛乳腺上皮细胞内的金黄色葡萄球菌数量大幅降低，因此，CHQ可以被开发成为清除牛乳腺上皮细胞内的金黄色葡萄球菌的药物，以及治疗牛乳腺炎的药物，具有十分重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及医药用途领域，具体涉及自噬调节剂在消除牛乳腺上皮细胞内金黄色葡萄球菌中的应用。

背景技术

牛乳腺炎是乳制品行业中非常普遍的疾病，并且在世界上许多国家和地区造成了相当大的损失(Tollersrud et al.,2000)。细菌，真菌，支原体和藻类等多种生物被认为是乳腺炎的病原体(Batavani et al.,2007)，其中细菌是最主要的病原(Stuhr andAulrich,2010)。根据各病原体的特征，乳腺炎病原体可分为传染性和环境性的(Merrimanet al.,2014)。

金黄色葡萄球菌被认为是乳腺炎最主要的传染性病原体之一(Francoz et al.,2012)。它能在乳腺内存活和繁殖，并能引起持续性感染，引发炎症反应，导致牛间传播。持续性的乳房内感染一般表现为体细胞计数的长期增加和临床病例的反复出现，导致金黄色葡萄球菌性乳房炎变得更难以从牛群中消除(Scaccabarozzi et al.,2011).之前研究表明金黄色葡萄球菌可以入侵乳腺上皮细胞(BMECs)，从而逃避免疫防御机制并从BMECs中存活(Mestre et al.,2010；Schnaith et al.,2007；Sinha and Fraunholz,2010)。

自噬是一种高度保守的机制，通过去除受损的细胞器和胞质蛋白来维持体内平衡(Ktistakis and Tooze,2016)。过程可以提供必要的营养物和大分子以应对饥饿。除此之外，自噬也可以在许多条件下触发，包括氧化应激，缺氧和辐射(Kim et al.,2018)。到目前为止，已经描述了三种类型的自噬，巨自噬，微自噬和分子伴侣介导的自噬。(Sato et al.,2016)。其中，巨自噬涉及细胞内组分的隔离(Morissette et al.,2010)，例如蛋白质聚集体，细胞器，以及病原体。然后携带载体的囊泡(自噬体)与溶酶体融合以降解和循环利用。近年来，大量研究表明细胞内细菌也可以通过称为食糜的过程被自噬靶向降解。(Bah andVergne,2017)。细胞溶质以及液泡细菌可被自噬机器识别和捕获，从而最终靶向溶酶体。

自噬受一系列信号通路和超过30种关键调节因子(自噬相关基因(Atgs))调控(Mizushima et al.,2008；Ravikumar et al.,2010)。PI3K/Akt和ERK1/2信号通路已被证实参与调节自噬以响应于胞内病原体(Shinojima et al.,2007)。SQSTM1/p62的泛素相关(UBA)结构域可以将泛素化的货物结合起来并将复合物引入囊泡。微管相关蛋白1轻链3(LC3)被鉴定为哺乳动物中的自噬体特异性膜制造者。当自噬进行时，LC3通过LC3相互作用区域(LIR)识别，并且磷脂酰乙醇胺共价结合至脂质-LC3(Kobayashi et al.,2010)。然后膜延伸，融合并形成闭合的双膜囊泡。随后，与溶酶体融合的自噬体和货物降解(Kabeya etal.,2000；Kabeya et al.,2004)。

先前的研究报道了由许多细胞内病原体引起的自噬特征，例如弗氏志贺氏菌，流产布鲁氏菌，伯氏疟原虫，嗜肺军团菌和牙龈卟啉单胞菌等。(Ogawa and Sasakawa,2006；Rodrigues et al.,2008).作为乳腺的重要屏障，乳腺上皮细胞在维持上皮细胞完整性和抵抗感染方面发挥着重要作用，但尚未探索如何通过自噬对金黄色葡萄球菌感染作出反应。

发明内容