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為什么冬季新冠猖獗？科學家揭露首個生物學機制

健康知識養生常識

隨著各地逐漸入冬成功 ， 身邊人打噴嚏、流鼻涕的頻率增加了 ， 就好像感冒和流感與冬季存在著某種密不可分的聯系一般 。 細想一下 ， 好像的確在天氣寒冷的時間段更容易患上感冒、流感 ， 甚至新冠病毒在冬季也會愈發猖獗 ， 但迄今為止仍然沒有發現明確的機制 ， 這是為什么呢？
近日在《過敏與臨床免疫學雜志》上刊登的一項研究成果便解答了這一疑惑 。 研究發現將鼻腔內的溫度降低5℃會顯著降低鼻內細胞外囊泡的活性 。 換言之 ， 冷空氣的存在損害了發生在鼻子里的免疫反應 ， 使得病毒和細菌有機可乘 ， 人體出現上呼吸道感染概率大幅度增加 。 此外 ， 在這項研究成果中 ， 研究者提供了第一個生物學機制來解釋這一現象的發生 。
為什么冬季新冠猖獗？科學家揭露首個生物學機制
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doi.org/10.1016/j.jaci.2022.09.037
鼻腔是第一道防線
在人鼻黏膜上皮原代細胞（原代HNEpC）中開展體外實驗 ， 采用TLR3典型激動劑Poly（I：C）刺激細胞 ， 發現poly（I：C）能夠刺激鼻上皮EV分泌 ， 分泌量隨著時間延長、劑量增加而增加 ， 且不存在細胞毒性 。
確認刺激有效后 ， 隨之采用TLR3/dsRNA復合物抑制劑或（和）IRF3激動劑KIN1148驗證了這種效應是通過激活TLR3-IRF3信號軸介導的 。 之后 ， 研究者將TLR3刺激的EV與未刺激的對照EV進行比較 ， 證實二者特征沒有顯著差異 。 最后 ， 研究者探討了TLR3刺激EV在原代HNEpC中的上皮間轉運動力學 ， 發現37℃時 ， 細胞攝取迅速 ， 且在60分鐘內逐漸擴散到整個細胞質中 。 然而在氯丙嗪預處理、4℃低溫環境下 ， 細胞攝取顯著抑制了87.5% ， 擴散速度顯著減慢 。 表明低溫對于細胞攝取EV存在明顯抑制作用 。
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doi.org/10.1016/j.jaci.2022.09.037
TLR3刺激的EV表現出有效的抗呼吸道病毒活性
明確TLR3刺激顯著增加鼻上皮EV分泌后 ， 接下來分析這些EV是否具有內在的抗病毒活性 。 研究者采用冠狀病毒CoV_OC43、次要群鼻病毒RV-1B和主要群鼻病毒RV-16分別在原代HNEpC中構建上呼吸道病原體模型 ， 發現原代HNEpC普遍出現細胞質的空泡化、變圓和脫落 ， 并通過病毒dsRNA檢測表明已成功誘導細胞病變效應和宿主細胞免疫應答 ， 證實模型成功 。
之后評估TLR3刺激的EV介導的體外抗病毒活性 ， 發現TLR3刺激可能會改變EV中的因子物質并賦予EV增強的抗病毒特性 。
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doi.org/10.1016/j.jaci.2022.09.037
TLR3刺激上調EV中的miR-17增強抗病毒活性
明確TLR3刺激的EV有抗病毒活性后 ， 研究者進一步探索了潛在的抗病毒機制 ， 通過層次聚類分析、火山圖數據分析 ， 最終發現6個在TLR3刺激后顯著上調并與抗病毒作用相關的miRNA ， 其中將已被報道在上呼吸感染期間抑制病毒復制的miR-17作為待驗證的作用機制目標 。
采用qPCR證實與未受刺激對照細胞相比 ， TLR3刺激顯著增加了EV中miR-17的表達；在未受刺激對照細胞中 ， miR-17過表達或沉默發現miR-17抑制了病毒RNA復制 ， 顯著降低了宿主細胞中CoV_OC43、RV-1B和RV-16病毒mRNA水平 ， 證實了miR-17對呼吸道病毒的強大抗病毒活性 。 在TLR3刺激的細胞中 ， 同樣進行miR-17過表達或沉默 ， 發現與未受刺激對照細胞相比 ， TLR3刺激誘導的EV中miR-17抗病毒活性更強 ， 證實TLR3刺激上調EV中的miR-17增強抗病毒活性 。
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doi.org/10.1016/j.jaci.2022.09.037
TLR3刺激的EV表面受體-病毒結合
有助于抗病毒活性并防止病毒進入宿主細胞