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Your Good Partner in Biology Research

腸上皮細胞對HIV感染的重要性

日期:2014-09-03 09:10:43


 

最近,加州大學戴維斯分校的研究人員,對于人體對HIV的初始反應,有了一些驚人的發現。該研究小組通過研究猿猴免疫缺陷病毒(SIV),發現腸道內稱為潘氏細胞Paneth cell)的細胞,是病毒入侵的早期響應器,其通過產生一種稱為白細胞介素-1β(IL-1β)的毒素,可導致腸道炎癥。

 

雖然針對的是病毒的存在,但是IL-1β可引起腸上皮細胞的分解,腸上皮細胞可提供一道屏障,保護身體抵抗病原菌。重要的是,這發生在廣泛傳播的病毒感染和免疫細胞殺傷之前。但是一個有趣的轉折是,一種有益細菌——植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum),有助于減輕病毒引發的炎癥反應,并保護腸道上皮屏障。相關研究結果發表在2014828日的《PLOS Pathogens》。

 

徹底根除病毒和恢復免疫功能的一個最大障礙是,腸道中穩定的HIV庫。關于早期病毒入侵和腸道病毒庫建立的信息非常少。

 

本文第一作者、加州大學戴維斯分校醫學微生物學和免疫學系主任Satya Dandekar稱:“我們想知道,是什么使病毒能夠侵入腸道,引起炎癥并殺死免疫細胞。”

 

她說:“我們的研究將潘氏細胞確定為腸道中的初始病毒傳感器,它們能引發早期腸道炎癥,導致組織損傷,有助于病毒感染的傳播。我們的研究結果,為干預或阻斷病毒性感染的早期傳播,提供了潛在的靶點和新的生物標志物。”

 

在這項研究中,研究人員在病毒傳染的最初2.5天內,在腸道中檢測到非常小數量的SIV感染細胞;然而,對病毒的炎癥反應嚴重破壞了腸道內皮細胞。IL-1β可減少緊密連接蛋白質的產生,它們對于制造病原體不能透過的腸道屏障至關重要。因此,正常的粘著屏障被打破。

 

通過深入挖掘,研究人員發現,通過IL-1β生產的炎癥反應是在潘氏細胞內開始的,眾所周知這能保護腸道干細胞來補充腸上皮層。這是首次報道SIV傳染和IL-1β生產的潘氏細胞傳感,這與早期病毒入侵過程中的腸道上皮損傷有關。反過來,上皮細胞破裂強調,有比免疫細胞更多的免疫反應。

 

本文第一作者Lauren Hirao稱:“上皮細胞不僅僅是一道物理屏障,在抵御病毒和細菌的過程中,它為免疫細胞提供支持。”

 

研究人員發現,向腸道添加特定的益生菌菌株——植物乳桿菌,可逆轉IL-1β快速減少所引起的損傷,解決炎癥,并在幾個小時之內加速修復。研究指出了一種有趣的可能性,即利用協同宿主-微生物相互作用來干預早期病毒傳播和腸道炎癥、減輕HIV感染有關的腸道并發癥。

 

Hirao稱:“了解免疫反應中的參與因子,對于開發新的治療方法非常重要。弄清這些事件如何發展,能夠幫助我們發現干預的最恰當時機。”