急性SARS-CoV-2感染后存活细胞通过KRT8+过渡态促进小鼠肺部炎症与再生机制研究

本研究揭示急性SARS-CoV-2感染后存活细胞（AT2/AT1）通过KRT8+过渡态参与肺部炎症与再生，建立病毒毒力与临床预后的关联模型，为COVID-19后遗症（PASC）机制提供新见解。

　　

ABSTRACT

研究聚焦COVID-19急性感染后存活细胞的长期影响，发现小鼠呼吸道中持续存在的感染幸存细胞（主要为肺泡Ⅱ型细胞AT2）通过激活KRT8⁺过渡态参与肺部炎症与再生。两种模型（高致病性rSARS2-MA30-V2C和温和型rSARS2-WH-V2C）对比显示，病毒毒力决定AT1/AT2细胞存活差异，进而影响临床康复进程。

INTRODUCTION

全球COVID-19疫情已导致超7亿病例，约7%死亡率（截至2024年7月）。幸存者常见多器官长期后遗症（PASC），但机制不明。尸检结果矛盾——部分检测到病毒RNA/蛋白，多数未见残留。动物模型中，仓鼠和非人灵长类可模拟PASC症状，而小鼠需通过hACE2转基因（K18-hACE2）或腺病毒转导（Ad5-hACE2）实现感染。本研究利用谱系追踪技术，揭示存活细胞在呼吸道中的命运。

RESULTS

1. 存活细胞的呼吸道持久性
Ad5-hACE2转导小鼠感染rSARS2-WH-V2C后，存活细胞主要为功能性AT1细胞（RAGE⁺）；而rSARS2-MA30-V2C感染则导致80%存活细胞为AT2（SFTPC⁺）。急性期AT2细胞感染后下调SFTPC表达，但高表达MHC II，提示其免疫活性可能促进存活。

2. AT2细胞的过渡态分化
存活AT2细胞激活后分化为KRT8⁺前AT1过渡态（PATS），并通过旁分泌激活邻近未感染AT2细胞。骨架分析显示，60天后部分细胞完成AT1转化（分支复杂度增加），但半数仍停滞在过渡态。CD8⁺ T细胞在20天时富集于存活细胞周围，可能通过IFNγ抑制分化。

3. 分子标记与修复障碍
过渡态细胞高表达p21（细胞衰老标志），但未检测到DNA损伤标记γH2AX。Pdgfrα⁺成纤维细胞在20天时聚集于损伤区域，50天后减少，与纤维化缓解相关。

4. 鼻腔存活细胞的异质性
嗅上皮（OE） sustentacular细胞（KRT8⁺）感染后大量死亡，而呼吸上皮（RE）细胞存活率更高，可能与局部巨噬细胞（Iba-1⁺）清除效率差异有关。

DISCUSSION

研究首次阐明病毒毒力通过调控AT1/AT2存活比例影响肺再生：Ad5-hACE2模型以AT1存活为主，康复更快；而高毒力MA30株导致AT2主导的过渡态滞留，伴随p21持续表达和CD8⁺ T细胞干扰。这些发现为人类PASC的肺修复障碍提供了机制框架，提示靶向过渡态细胞或可改善长期预后。

MATERIALS AND METHODS

实验采用Ai9转基因小鼠（tdTomato报告基因），通过重组病毒（Venus-Cre双表达）标记感染细胞。流式检测AECint细胞（CD45^?Epcam⁺PDPN^hi），免疫荧光分析KRT8/p21等标记，骨架量化采用Fiji软件。统计使用Mann-Whitney U检验，显著性阈值P<0.05。