铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PA）是医院获得性肺炎（Hospital acquired pneumonia,HAP）和呼吸机相关性肺炎（Ventilator associated pneumonia,VAP）的主要病原体,对临床医疗造成严重的威胁。作为一种多药耐药的机会致病菌,PA具有多种致病因子,其较强的适应宿主微环境的能力,直接影响宿主固有免疫和适应性免疫反应的效率,当前配合抗生素的疗法在铜绿假单胞菌感染的治疗中仍具有局限性。随着肺炎流行病学的变化,机会性感染的增多,肺部固有免疫系统在抗感染过程中的作用也越来越受到关注。因此,本研究聚焦铜绿假单胞菌吸入感染后宿主固有免疫应答特性,首次构建了铜绿假单胞菌气溶胶肺递送感染小鼠模型,并从蛋白水平、细胞水平、基因表达水平进行解析,旨在发现干预机体炎症的靶点,为深入了解铜绿假单胞菌肺部感染致病机制奠定基础,对防控铜绿假单胞菌感染具有重要理论意义和潜在应用价值。本研究以铜绿假单胞菌PAO1为模式菌,首先成功构建了PAO1气溶胶肺递送感染小鼠模型,通过小鼠生存曲线、细菌载量、组织病理对模型进行评价。而后从蛋白水平、细胞水平、基因表达水平对宿主免疫应答特性做出解析。在蛋白水平,感染后小鼠肺泡灌洗液和血清中检测到大量炎性蛋白,表明肺部和机体发生了剧烈的炎症反应;在细胞水平,利用流式细胞术检测肺脏关键细胞群和细胞亚群的动态变化,中性粒细胞、炎性单核细胞,肺泡巨噬细胞和NK细胞对肺部感染的响应程度较高,可能介导宿主组织损伤;在基因表达水平,利用RNA-seq高通量测序技术探究感染后宿主肺部时间序列转录谱变化,分析宿主差异表达基因的表达模式和动态转录特征并挖掘其功能,系统地展现炎症的发展进程。结果显示:TNF、IL-17、MAPK和NF-κB信号通路在感染后免疫致病机制中发挥关键作用;感染早期24h,IFN-γ信号激活促进了NK细胞和巨噬细胞的激活和招募,炎性细胞浸润加剧,进一步放大肺部炎症反应;在感染过程中MAPK通路的激活会诱导AM、NK细胞凋亡;感染后48h可能是炎症反应的转折点,肺组织实质从促炎表型转换为抑炎表型,与组织修复相关的生物学过程高度活化,存在肺损伤及修复过程。上皮细胞、成纤维细胞在肺损伤后修复、组织重塑和再生中发挥重要职能,后续可重点关注非免疫细胞在炎症进展中的作用;发现可能干预机体炎症发展的基因:Saa3、Serpina3n、Lcn2、Orm1,其中,与慢性阻塞性肺疾病、囊性纤维化有关的Serpina3n、编码急性期反应蛋白的Orm1未见有关PAO1吸入感染的报道,可作为后续研究的重点标靶。在前期的研究基础上,为验证关键细胞在铜绿假单胞菌吸入感染中的作用,首先选择在炎症反应中响应程度最高的中性粒细胞进行验证,探究其在铜绿假单胞菌感染导致的急性肺损伤过程中的作用。构建中性粒细胞耗竭小鼠模型,结果显示中性粒细胞耗竭后,小鼠死亡率增加,感染期间中性粒细胞的募集有效抑制了细菌增殖,耗竭中性粒细胞后机体存在负反馈机制,代偿性增加了对中性粒细胞趋化和激活,单核/巨噬细胞活性更高以替代耗竭的中性粒细胞发挥清除胞外病原体的职能。中性粒细胞在铜绿假单胞菌感染引起的急性肺损伤的炎症平衡过程中具有重要作用,是炎症和免疫反应的重要调节剂,后续可对宿主应答过程中性粒细胞的异质性进行进一步探究。综上所述,本研究首次构建了PAO1气溶胶肺递送感染小鼠模型,并在蛋白水平、细胞水平、基因表达水平系统地揭示了铜绿假单胞菌吸入感染后宿主应答特性,展现了炎症的发展进程,同时证明了中性粒细胞在调节免疫反应和炎症平衡中的重要作用,提供了作为后续研究铜绿假单胞菌吸入感染可能的靶标基因和关键因子。这些数据提供了对铜绿假单胞菌肺部感染发病机制的深入了解,为铜绿假单胞菌吸入感染防护和免疫治疗提供借鉴。