结核病是危害人类健康最严重的人兽共患传染病，带来巨大威胁，同时带来巨大经济损失。本群体过去3年在流行病学调查、病原分离、基因组学、病原与宿主之间的蛋白质互作、致病机理、细菌生长和耐药调控机制、新药靶标发现、抗结核药物初步筛选等方面开展了系统的研究。在此工作基础上我们拟定进一步深入以下几个方面工作：（1）结核分枝杆菌在动物间的传播规律及传染人的风险评估：主要集中挖掘结核分枝杆菌在牛间感染和传播关键因子，分析结核病在人和牛间的传播风险。（2）结核分枝杆菌干扰宿主调控网络机制：研究结核菌干扰自噬信号通路分子机制和结核菌对宿主基因组三维构象和基因表达的调节。（3）结核分枝杆菌重要免疫调节蛋白的结构与功能：解析激活、抑制天然免疫的结核蛋白结构和功能并研究调控NF-κB 激活、细胞凋亡的结核分枝杆菌蛋白的作用机制。（4）基于前期实验结果和上述调控网络，结合生物信息预测筛选潜在药物靶标，并其进行晶体结构解析、活性化合物筛选及抑制机制研究。（5）基于前期构建结核分枝杆菌基因缺失突变株，继续缺失潜在毒力相关基因，利用细胞及动物试验筛选低毒力、高免疫保护力的多基因缺失疫苗候选菌株。

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) is the most severe zoonotic disease, which causes tremendous economical lost for livestock husbandry and poses great threat to human healthy. During last 3 years, we’ve extensively explored Mtb etiology and epidemiology, pathogen isolation, pathogen genomics, interactome between mycobacterium and host cell, Mtb pathogenesis, regulation of Mtb growth and drug resistance, new drug target identification and new drug screening. Based on previous research achievement, we will further work on the following topics. (1) Identification of the main factors cause Mtb spreading between human and bovine and assess the risk of Mtb epidemic transmission between human and bovine. (2) The mechanism of Mtb disturbance host regulatory network: we will study the molecular mechanism of Mtb interference host’s autophagy signaling pathway and Mtb proteins involved in regulation of host gene expression and three-dimensional genome conformation. (3) The three-dimensional structure and function of the immune regulatory proteins of Mtb: we will determine the crystal structure of the Mtb proteins involved in the Immune activation or immune suppression, study the mechanism of Mtb proteins involved in the NF-κB activation and cell apoptosis. (4) Based on biological information prediction and the previous experimental data, we will screen the potential drugs and study the mechanism of those candidate compounds. (5) Based on the previous Mtb gene deletion mutant strains, we will continue to delete the potential virulence genes and screen the vaccine candidate strains with low toxicity and high immune protection.

“动物重要病原分子生物学与致病机理”创新研究群体以结核病为研究对象，在前一个资助周期的基础上，近三年来开展了病原学与流行病学、病原与宿主互作网络及调控、耐药新机制及新药筛选、基因缺失突变株以及诊断试剂的研制与应用。取得了以下主要结果：1.检测了6974头牛和241只猕猴，结核阳性率为8.2%和20.8%，分离鉴定分枝杆菌70株。通过测序发现人型菌可能因phoP等关键基因突变导致其对牛致病性增强。该成果对有效控制人结核和牛结核提供了重要理论依据。2. 发现了结核菌逃逸宿主营养制约和胞内存活的新机制；开发了新的酵母双杂交体系，验证了结核分菌分泌及膜蛋白与宿主自噬蛋白的精细互作网络；系统解析了结核菌在入侵巨噬细胞后，细胞基因组在DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质构象和基因组三维结构等表观遗传的变化；开展了结核分枝杆菌与宿主非编码RNA互作机制研究。3.发现四个调控耐药机制，鉴定了相关调控因子；从天然化合物库和多肽库中筛选到具有抗结核菌的活性化合物和多肽，为抗结核新药研发奠定了基础。4.利用同源重组技术与CRISPR-Cas10技术构建了多株毒力基因单缺失菌株及三基因缺失菌株等突变株，为基因缺失疫苗的构建奠定了基础。5.发现了一批新的诊断标识，申报了“牛结核病ELISAγ干扰素检测试剂盒”，制定了《牛结核病诊断体外检测γ干扰素法》国家标准。6. 过去三年，本群体还针对重要的人畜共患病与动物重大传染病开展了研究工作。3年共发表SCI论文105篇，其中15篇与结核直接相关，包括Nucleic Acids Res、Mol Microbiol、Nat Commun等权威杂志，另有2篇文章投稿Nature Genetics等杂志并修回中。获国家科技进步二等奖1项，湖北省科技进步一等奖2项，获得授权专利10项，正在申请4项，获得新兽药证书2项。7.人才队伍建设取得积极进展，三年来新增长江学者特聘教授1人，国家“万人计划”科技创新领军人才2人，入选“农业科研杰出人才”2人，新增国家优秀青年基金获得者2人，青年长江学者1人，“万人计划”青年拔尖人才1人，获得湖北省杰青资助2人。