《J Immunol:环境污染引起肺部炎症》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-03-24
  • 环境颗粒物污染(ambient particulate matter, PM)已经成为全球环境问题,越来越多的证据表明长期暴露于高水平环境颗粒物(PM)会对健康造成不良反应,呼吸系统作为人体接触外界PM的第一道防线所受损害更为严重,其中包括肺部炎症。

    肺泡巨噬细胞是应对外来物质的一种主要的固有免疫应答细胞类型,到目前为止PM暴露诱导的巨噬细胞炎症应答机制仍然没有得到充分了解。在最近一项发表在国际学术期刊the Jounral of Immunology上的研究中,来自浙江大学医学院第二附属医院的研究人员对PM暴露如何激活肺泡巨噬细胞产生免疫应答进行了揭示。

    在这项研究中,研究人员首先观察到PM处理能够快速激活小鼠肺泡巨噬细胞中的mTOR分子,在培养的小鼠骨髓来源巨噬细胞、小鼠腹膜巨噬细胞和Raw264.7细胞也出现同样表型。通过药物学方法或基因敲低方法抑制骨髓来源巨噬细胞的mTOR会导致在PM暴露的情况下细胞因子合成增加,在骨髓细胞中特异性敲低mTOR或者Rheb分子的小鼠也表现出严重的气道炎症。

    进一步的机制研究表明PM暴露通过调节ERK、AKT丝氨酸/酪氨酸激酶1和结节性硬化症信号来激活mTOR,mTOR的缺失会进一步增强PM诱导的坏死性凋亡并激活NFkB信号途径。抑制程序性坏死或NFkB信号途径能够在缺失mTOR的巨噬细胞中显著改善PM诱导的炎症性应答。

    这项研究表明在肺部巨噬细胞中mTOR作为一个早期的应答信号来抑制PM诱导的程序性坏死、NFkB激活和炎症性应答,这也提示了在巨噬细胞中激活mTOR或抑制程序性坏死可能代表了治疗PM相关气道疾病的新治疗策略。

  • 原文来源:http://www.jimmunol.org/content/early/2018/03/20/jimmunol.1701471
相关报告
  • 《Cell Stem Cell:新研究揭示COVID-19如何可能引发致命的肺部炎症》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-09-26
    • 为了应对由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19大流行,需要有能够复制人类疾病发展、识别潜在靶点和进行药物测试的模型。具体来说,鉴于多种呼吸道上皮细胞被认为是病毒侵入的靶点,因此,获得主要的人类肺部体外模型系统是优先考虑的。 如今,在一项新的研究中,来自美国波士顿大学的研究人员研究了由人诱导性多能干细胞(iPSC)产生的被SARS-CoV-2感染的称为2型肺泡细胞(alveolar type 2 cell)的肺细胞,发现这种病毒最初抑制了这些肺细胞利用干扰素召唤免疫系统来对抗病毒入侵者的能力,并激活了一种称为NFkB的炎症通路。相关研究结果于2020年9月18日在线发表在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“SARS-CoV-2 Infection of Pluripotent Stem Cell-derived Human Lung Alveolar Type 2 Cells Elicits a Rapid Epithelial-Intrinsic Inflammatory Response”。 论文共同通讯作者、波士顿大学再生医学中心主任Darrell Kotton博士解释道,“这些被感染的肺细胞会产生炎性蛋白。在感染者的体内,这些蛋白推动了肺部炎症水平的上升。” 根据这些研究人员的说法,这些被感染的肺细胞发出的炎症信号会吸引免疫细胞大军进入充满被感染细胞、死亡细胞和垂死细胞的肺组织。Kotton补充道,“我们的数据证实,SARS-CoV-2阻止细胞在感染开始后的早期激活免疫系统的一个抗病毒分支。这些细胞通常会发出的信号,即它们在疾病威胁下分泌的一种名为干扰素的微小蛋白,反而被延迟了几天,这让SARS-CoV-2有足够的时间来传播和杀死细胞,从而引发死亡细胞碎片堆积和其他炎症。” 这些数据是基于这些研究人员在论文共同通讯作者Elke Mühlberger博士的实验室进行的实验。Kotton和波士顿大学再生医学中心的其他成员利用人ipsC细胞培育出复杂的人类肺组织模型---称为“肺部类器官(lung organoids)”的肺细胞三维结构。他们利用这种肺部类器官来研究一系列慢性和急性肺部疾病。 在论文共同第一作者Jessie Huang博士、Kristy Abo学士、Rhiannon Werder博士和Adam Hume博士的领导下,这些研究人员对以前用于研究吸烟影响的实验模型加以改进,用来研究肺部组织中的冠状病毒SARS-CoV-2。然后将活的冠状病毒液滴添加到2型肺泡细胞的顶部,这种病毒从空气中感染这些肺细胞,就像当含这种病毒的空气被吸入体内时,这种病毒感染肺部内的细胞一样。论文共同通讯作者、波士顿大学再生医学中心医学副教授Andrew Wilson博士说,“这种由人类ipsC产生的2型肺泡细胞对空气的适应性,即所谓的'气-液界面(air-liquid interface)'细胞培养,是一个关键的进步,使得我们能够模拟SARS-CoV-2如何进入受影响最严重的患者肺部深处的细胞,这就使得这个有临床意义的系统可以了解这种疾病如何伤害患者肺部。” Wilson和Kotton,也是在波士顿医学中心照顾COVID-19肺炎患者的肺科和重症监护医生,同时也带领他们的实验室生产出人类肺细胞,然后将这些细胞运输到波士顿大学国家新兴传染病研究实验室(NEIDL)。在那里,Hume穿着BSL-4套装开展细胞感染实验。 Mühlberger补充道,“这些细胞是一个研究SARS-CoV-2感染的极佳平台。它们很可能反映了COVID-19患者的肺细胞中发生的事情。如果你观察到SARS-CoV-2对这些细胞造成的伤害,你肯定不想得病。”
  • 《Sci Immunol:肺部注射疫苗可有效预防肺部感染》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-03-21
    • 许多病毒通过粘膜表面(如呼吸道内膜)感染宿主。麻省理工学院的研究人员现在已经制定了一种疫苗接种策略,可以诱导局部T细胞的聚集,从而对病毒入侵做出更快的反应。 研究人员表明,通过给小鼠一种经过修饰的疫苗,使其能够与粘液中天然存在的蛋白质结合,可以诱导小鼠肺部强烈的记忆性T细胞反应。这可以帮助将疫苗运送穿过粘膜屏障,例如肺内膜。 研究人员说,除了预防感染肺部的病原体外,这些类型的吸入疫苗还可以用于治疗转移到肺部的癌症,甚至可以预防癌症的发展。 麻省理工学院前博士后Kavya Rakhra是该研究的主要作者,该研究今天发表在《Science Immunology》杂志上。 大多数疫苗都是注射到肌肉组织中。但是,大多数病毒感染发生在粘膜表面,例如肺和上呼吸道,生殖道或胃肠道。欧文说,在这些地方建立强有力的防御线可以帮助身体更有效地抵御感染。 作者说:“在某些情况下,肌肉注射的疫苗可以在粘膜表面引发免疫,但是有一个普遍的原则,如果您通过粘膜表面进行疫苗接种,那么您倾向于在该部位获得更强的保护作用。不幸的是,我们还没有出色的技术来增强特异性保护那些粘膜表面的免疫反应。” 有一种经批准的用于流感的鼻疫苗和一种用于伤寒的口服疫苗,但是这两种疫苗均由活的减毒病毒组成,它们能够更好地穿越粘膜屏障。 Irvine的实验室想寻求一种替代方案:肽疫苗,该方案具有更好的安全性,更易于制造,但更难以穿越粘膜屏障。 为了使肽疫苗更易于运送至肺部,研究人员转向了他们在2014年的一项研究中首次探索的方法。欧文和他的同事在那篇论文中发现,将肽疫苗与血液中的白蛋白结合可以帮助肽在淋巴结中积聚,从而激活强烈的T细胞反应。 与大多数传统疫苗一样,这些疫苗是通过注射给予的。在他们的新研究中,研究人员调查了白蛋白是否还可以帮助多肽疫苗突破粘膜屏障,例如肺周围的屏障。白蛋白的功能之一是帮助维持肺中的渗透压,并且它可以轻松地穿过肺周围的上皮组织。 为了检验这个想法,研究人员将结合白蛋白的脂质尾巴连接到针对牛痘病毒的肽疫苗上。该疫苗还包括一种常用的佐剂,称为CpG,可帮助激发更强的免疫反应。 疫苗通过气管内递送,模拟了吸入式暴露。研究人员发现,与将白蛋白修饰的疫苗注射到远离肺部的肌肉部位相比,这种运送方式在小鼠肺部产生的记忆T细胞增加了25倍。他们还表明,数月后当小鼠暴露于牛痘病毒时,肌内疫苗没有提供任何保护,而气管内接受疫苗的所有动物都受到了保护。