寨卡与登革病毒 “大不同”:对免疫细胞的差异化影响及疫苗设计新启示

《Nature Communications》:Zika but not Dengue virus infection limits NF-κB activity in human monocyte-derived dendritic cells and suppresses their ability to activate T cells

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:Nature Communications

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  为探究黄病毒免疫机制,助力泛黄病毒疫苗研发,研究人员开展寨卡病毒(ZIKV)和登革病毒(DENV)对人树突状细胞(DC)影响的研究。结果发现 ZIKV 抑制 DC 成熟和 T 细胞激活,而 DENV 则激活 DC。这为理解病毒致病机制和疫苗设计提供关键依据。

  在病毒的微观世界里,寨卡病毒(ZIKV)和登革病毒(DENV)如同两个神秘的 “闯入者”,它们同属黄病毒属,不仅有着相似的传播模式,还在全球不少地区共同 “肆虐”。然而,这两种病毒所引发的疾病症状却大相径庭,ZIKV 感染孕妇可能影响胎儿大脑发育,引发先天性寨卡综合征,在儿童和成人中还与神经系统症状及格林 - 巴利综合征有关;而严重的 DENV 感染则以发热、出血、休克甚至死亡为特征。
树突状细胞(DC)作为免疫系统的 “侦察兵”,在抗病毒免疫反应中扮演着至关重要的角色。它能够识别入侵病原体,并将抗原呈递给 T 细胞,启动先天性和适应性免疫反应。但令人困惑的是,ZIKV 和 DENV 感染对 DC 的激活、成熟及功能的影响一直是科学界的未解之谜,相关研究结果也相互矛盾。为了揭开这些谜团,来自美国拉霍亚免疫学研究所(La Jolla Institute for Immunology)和加利福尼亚大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过分离健康供体的外周血单个核细胞(PBMC),诱导分化出单核细胞来源的 DC(moDC)和巨噬细胞(HMDM)。利用病毒特异性基因组学方法,结合荧光激活细胞分选技术,将感染病毒的细胞(ZIKV?或 DENV?)与未感染的旁观者细胞(ZIKV?或 DENV?)分离,进行 RNA 测序(RNA-seq)和染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)分析。同时,开展混合淋巴细胞反应(MLR)和抗原特异性 T 细胞刺激实验,检测 T 细胞的激活和细胞因子分泌情况。

研究结果如下:

  1. ZIKV 和 DENV 刺激感染的人单核细胞来源的 DC 产生不同的转录程序:研究人员发现,ZIKV 和 DENV 感染 moDCs 后,诱导的转录程序差异显著。通过 RNA-seq 分析,两种病毒感染上调和下调的基因集大部分不重叠。DENV 感染上调的基因与细胞因子、炎症信号和迁移相关,而 ZIKV 感染上调的基因多参与脂质代谢途径。此外,ZIKV 感染会下调与 DC 关键功能相关的基因,如抗原加工和呈递、分化和迁移等。
  2. ZIKV 感染限制人单核细胞来源的 DC 成熟和产生细胞因子的能力:与 DENV 感染相比,ZIKV 感染的 moDCs 在成熟相关表型和功能上存在明显缺陷。ZIKV? moDCs 表达的共刺激分子和细胞因子水平显著低于 DENV? moDCs,细胞形态和表面表型也显示出成熟受限。而且,这种抑制作用在多种 ZIKV 毒株感染中普遍存在,并非特定毒株的特性。
  3. ZIKV 感染限制人单核细胞来源的巨噬细胞的成熟和细胞因子产生:研究人员在巨噬细胞中也观察到类似现象。感染 ZIKV 的 HMDMs,其 CD80、TNF、IL-1β 和 IL-6 等基因在 mRNA 和蛋白质水平的表达均显著低于感染 DENV 的 HMDMs,表明 ZIKV 感染同样会抑制巨噬细胞的成熟和炎症基因表达程序。
  4. ZIKV 通过抑制 NF-κB p65 激活来抑制 moDC 成熟和功能:通过对差异表达基因的功能分析,研究人员发现 ZIKV 可能通过抑制 NF-κB p65 的激活来影响 DC 的成熟和功能。ChIP-seq 实验表明,DENV 感染的 moDCs 中,NF-κB p65 在更多位点富集,且与炎症和 T 细胞激活相关基因的转录起始位点结合更紧密。而 ZIKV 感染则抑制了 NF-κB p65 的核转位和相关基因的转录。进一步实验证实,ZIKV 感染会抑制由外源性激活剂诱导的 NF-κB p65 激活。
  5. ZIKV 感染的人 moDCs 刺激同种异体和抗原特异性 T 细胞反应的能力受限:混合淋巴细胞反应和抗原特异性 T 细胞刺激实验结果显示,与 DENV 感染的 moDCs 相比,ZIKV 感染的 moDCs 刺激 T 细胞激活和细胞因子分泌的能力明显降低。这表明 ZIKV 感染会损害 moDCs 的功能,进而影响适应性免疫反应。

综上所述,该研究揭示了 ZIKV 和 DENV 对人 DC 和巨噬细胞的不同影响。ZIKV 感染通过抑制 NF-κB 通路,限制 DC 的成熟和功能,进而抑制 T 细胞反应;而 DENV 感染则激活 NF-κB 通路,促进 DC 成熟和炎症反应。这些发现为理解 ZIKV 和 DENV 的致病机制提供了重要依据,也强调了在设计抗黄病毒疫苗时,需要考虑这两种病毒对宿主免疫反应的差异。未来研究可进一步探索 ZIKV 抑制 NF-κB 通路的具体分子机制,以及该通路在不同细胞类型和物种中的作用差异,为开发更有效的抗病毒疗法和疫苗奠定基础。

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