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一场不好的流感引发味蕾细胞在肺部生长

当研究人员检查从严重流感中恢复的小鼠时,他们发现了一个惊人的发现:味蕾细胞在动物的肺部生长。该团队认为细胞可能在免疫中发挥作用。

大多数感染流感的人在一两个星期后完全康复。但对于一些人来说,严重的流感病例实际上可以重塑他们肺部的结构并永远损害他们的呼吸功能。

令人惊讶的新发现,宾夕法尼亚大学的研究人员已经确定了他们认为这种重塑过程的主要特征。当该团队在严重的流感发作后检查了小鼠的肺部时,他们发现细胞几乎与味蕾中的细胞相同。追踪这些“味蕾细胞”的起源,也被称为孤立的化学感应细胞或簇状细胞,科学家们发现它们来自与已知导致有害肺重塑的细胞相同的细胞谱系。通过进一步的研究,这一发现可以帮助人们了解在患有严重流感感染的人群中保护肺功能的可能性。

宾夕法尼亚大学兽医学院的生物学家,资深作者兼团队负责人Andrew E. Vaughan说:“看起来非常奇怪,因为这些细胞在基线时不在肺部。”“它们通常最接近气管。我们所做的是显示它们来自何处以及这种同样罕见的细胞类型如何为您提供流感后肺部的适应性不良重塑也是这些异位簇细胞的来源“。

该研究发表在本周的“美国生理学 - 肺细胞和分子生理学杂志”上。

Vaughan及其同事对肺部如何在伤后再生感兴趣,多年来一直密切关注肺部如何应对流感。2015年,他们在Nature上发表了一篇论文,确定了一类新的细胞,谱系阴性上皮祖细胞,这些细胞让位于严重肺部感染后所见的重塑肺组织结构。但他们也注意到这种重组伴随着持续的炎症,甚至在流感病毒从体内清除很久之后。为了探索肺重塑与持续性炎症之间的联系,沃恩向宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的耳鼻喉科医生Noam A. Cohen和宾夕法尼亚大学的免疫学家De'Broski R. Herbert求助。

他们一起仔细研究了小鼠暴露于甲型H1N1流感毒性后发生的情况。虽然流感急性感染会引起人体内所谓的1型免疫反应,但研究人员发现,在动物感染后数周内升高的细胞类型和信号标记物是2型免疫反应的特征,更常见与过敏,哮喘,鼻息肉,甚至钩虫感染有关。

“流感后2型免疫反应的这些标志是出乎意料的,直到最近才被忽视,”沃恩说。

根据对小鼠肠道中2型免疫力的其他研究,研究人员知道簇绒细胞需要协调这种类型的反应,因此研究人员开始在肺部寻找它们。沃恩说:“瞧,他们在那里,到处都是。”

“我们一直在研究鼻息肉患者的这些孤立的化学感应细胞,并发现这些病人的鼻子大量增加,”科恩说。“有趣的是,这些细胞的一个标志也被发现在哮喘患者的肺部中升高;大约50%的哮喘患者发现了鼻息肉。这些最近的发现可能是2型炎症性疾病(如哮喘)之间的联系,以及呼吸道病毒感染后的鼻息肉。“

研究人员指出,这些簇状细胞位于气道内和肺泡内,这些位于同一位置,作为造成流感后结构变化的细胞。通过将荧光标记附加到谱系阴性上皮祖细胞,他们发现这些是簇绒细胞和导致肺功能和结构长期缺陷的细胞的前体。

为了解这些独特的“味蕾”细胞在流感后肺部的作用,研究人员尝试使用苦味化合物激活它们。这种刺激不仅导致簇绒细胞数量增加,还引发急性炎症。在没有感染并因此缺乏簇绒细胞的肺中,没有发生这种炎症。

宾大团队渴望继续开展这一研究。“在小鼠中,我们希望进一步了解这些细胞的存在如何影响感染后的再生质量,”沃恩说。他指出,如果可以利用他们的活动,也许有办法避免感染后发生的长期有害重塑。

他们还将研究人体肺部样本,以确认他们在小鼠身上看到的同样现象也发生在经历严重呼吸道感染的人身上。沃恩说有线索可能就是这种情况,例如来自组织学的证据。簇绒细胞的存在及其对过敏和哮喘的参与也可以帮助解释为什么患有严重病毒感染的幼儿,例如呼吸道合胞病毒易于在以后的生活中发生哮喘。

并且由于肠道中的簇状细胞的存在已被证明可以赋予某些疾病免疫力,例如钩虫,研究人员希望看到肺部的簇状细胞是否也是如此。

除了Vaughan,Cohen和Herbert之外,研究团队还包括该论文的第一作者Penn Vet的Chetan K. Rane。塞尔吉奥杰克逊;克里斯托弗帕斯托雷;甘湛;和Aaron Weiner和Penn Medicine的Neil N. Patel。

该研究得到了美国国立卫生研究院的资助(授予HL131817和DC013588)。

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