CD4+T细胞与IFN-γ调控巨细胞病毒在中枢神经系统神经元中的潜伏感染机制

【字体: 时间:2025年03月30日 来源:Journal of Neuroinflammation 9.3

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  本期推荐:研究团队通过小鼠模型和人胎儿脑组织实验,揭示CD4+T细胞通过分泌IFN-γ抑制神经元中巨细胞病毒(CMV)的复制和再激活,为先天性CMV感染导致的神经发育障碍提供治疗新靶点,成果发表于《Journal of Neuroinflammation》。

  在人类疱疹病毒家族中,巨细胞病毒(CMV)因其高感染率和先天性感染导致的严重神经发育缺陷而备受关注。尽管已知α-疱疹病毒能在神经元中潜伏,但CMV的神经嗜性长期被忽视。更棘手的是,约1%的先天性CMV感染婴儿会出现智力障碍、感音神经性耳聋等后遗症,但病毒如何在脑内潜伏及免疫系统如何控制其再激活仍是未解之谜。这些空白严重阻碍了针对性治疗策略的开发。

克罗地亚里耶卡大学医学院联合德国弗莱堡大学、荷兰伊拉斯姆斯医学中心等机构的研究团队,通过创新性地结合小鼠CMV(MCMV)模型和人胎儿器官型脑切片(hfOBSCs)实验,首次揭示CMV能在神经元中建立潜伏感染,并发现CD4+T细胞及其分泌的干扰素-γ(IFN-γ)是控制病毒复制的关键。这项突破性成果发表于《Journal of Neuroinflammation》,为理解CMV相关神经病理机制提供了全新视角。

研究采用多学科技术方法:①构建重组报告病毒MCMV-flox和MCMV-GFP_Cre追踪细胞特异性感染;②通过CD4-/-、IFN-γ-/-等基因敲除小鼠模型解析免疫机制;③流式细胞术分析脑组织免疫细胞亚群;④人胎儿脑组织(17-20周)来源的器官型切片培养验证跨物种一致性;⑤qPCR定量潜伏期病毒基因组载量。

研究结果部分的重要发现包括:

  1. 海马区是CMV感染的主要靶点:通过比较脑区病毒载量,发现海马在急性和潜伏期均呈现最高CMV负荷,与人类尸检数据高度吻合。免疫组化显示病毒可感染星形胶质细胞、小胶质细胞和成熟神经元。

  2. 神经元是晚期感染的主要病毒库:利用Cre-loxP系统特异性标记不同脑细胞来源的病毒,发现星形胶质细胞主导早期感染(7 dpi),而神经元在后期(17 dpi)成为主要病毒生产者,且MAP2+神经元占感染细胞的100%。

  3. CD4+T细胞通过非溶细胞机制控制感染:CD4-/-小鼠无法清除脑内病毒,而CD8-/-小鼠表现正常。关键的是,IFN-γ-/-和IL-12Rβ2-/-小鼠出现与CD4-/-类似的持续感染表型,但穿孔素/颗粒酶缺陷不影响病毒清除,表明依赖细胞因子的非杀伤机制。

  4. IFN-γ直接抑制人神经元感染:在SH-SY5Y细胞系和hfOBSCs模型中,IFN-γ处理显著降低HCMV的GFP表达,证实该通路在人类系统的保守性。

  5. 神经元是潜伏和再激活的场所:通过MCMV-GFP_Cre感染Rosa26-tdTomato小鼠,发现tdTomato+信号仅与NeuN+神经元共定位。CD4+T细胞耗竭后,海马区病毒再激活率最高,伴随神经元中tdTomato+细胞数增加。

讨论部分强调,该研究首次系统阐明CMV在神经元中建立潜伏感染的完整过程:病毒通过星形胶质细胞侵入CNS后,最终在神经元建立持久感染,而CD4+T细胞通过IL-12/IFN-γ轴维持对病毒的控制。这一发现解释了先天性CMV感染为何导致选择性海马损伤,并为开发靶向Th1免疫应答的干预策略(如IFN-γ增强疗法)奠定基础。值得注意的是,该团队建立的人胎儿脑切片模型为后续研究人源病毒提供了重要平台。

该研究的临床意义在于:①为先天性CMV感染导致的神经发育障碍提供新的治疗靶点;②提示CD4+T细胞功能缺陷患者(如HIV感染者)可能存在更高的CMV脑炎风险;③推动针对神经元潜伏库的清除策略研发。未来研究可进一步探索IFN-γ调控病毒潜伏的具体分子机制,以及如何平衡其神经保护作用与潜在的促炎副作用。

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