肥大细胞脱颗粒激活NK细胞抑制逆转录病毒感染的机制研究

Mast cells are widely distributed at mucosal tissues, and the best known role for mast cells is regulating allergy. Recently accumulating data have suggested that mast cells are crucial in protecting the host from invasive pathogens. The applicant has published a peer-reviewed paper on mast cell-HIV interactions as a co-first author. Due to the lack for HIV-1 infected animal models, the applicant used a murine leukemia virus (MuLV, retroviridae) to infect mouse, for investigating the potential roles of mast cells in fighting against retroviral invasion. The preliminary results have showed that MuLV induces mast cell degranulation, which activates NK cells for viral inhibition. Applicant hence hypothesizes that mast cell degranulation induced by MuLV activates NK cells and inhibits the acute infection of retrovirus. Mast cell-deficient mice will be used to further determine the MuLV-induced mast cell degranulation and the followed protection from viral infection by activating NK cell response. The accomplishment of this study would provide a significant reference for further exploring the protective roles of mast cells against HIV infection.

肥大细胞主要定位在黏膜组织中，其最常见的报道是与过敏相关。近年来，肥大细胞在防御病原体入侵中的重要作用引起重视。申请人曾以并列第一作者发表肥大细胞-HIV相互作用的文章。鉴于HIV动物模型的局限性，申请人利用鼠白血病病毒（MuLV,逆转录病毒科）感染小鼠模型，分析肥大细胞在抵御逆转录病毒入侵中的作用。前期工作发现，MuLV诱导小鼠肥大细胞脱颗粒抑制病毒复制，机制上提示与NK细胞激活相关。因此，提出假说：肥大细胞脱颗粒激活NK细胞抑制逆转录病毒初始感染。拟利用肥大细胞敲除小鼠，分析MuLV诱导肥大细胞脱颗粒效应及对NK细胞激活作用，阐析肥大细胞在逆转录病毒急性感染中的作用，希望为进一步研究肥大细胞抵御HIV感染中的作用提供借鉴。

研究急性感染中病毒-宿主细胞的相互作用，对于阐述病毒急性始感染机制和发展有效的防控策略具有重要意义。我们前期工作研究了肥大细胞与HIV-1的相互作用，已取得有创新意义的研究结果（Jiang, et al., 2015, J Virol）。在本项目的资助下，我们利用体外HIV/结直肠组织感染模型、HIV/人肥大细胞LAD2细胞模型，以及体内MuLV/Friend virus感染小鼠模型，阐明了逆转录病毒可诱导肥大细胞脱颗粒、并阐述了肥大细胞脱颗粒促进逆转录病毒急性感染的细胞学机制，并为抑制逆转录病毒/HIV-1急性感染提供了新的阻断思路。.①.构建实时荧光定量监测MuLV/Friend病毒载量方法：为实时监控MuLV/Friend病毒感染小鼠的病毒学特征， 构建基于实时荧光定量(qRT）-PCR的MuLV/Friend复制检测方法，可分析小鼠各组织内病毒复制动力学，为利用MuLV/Friend小鼠感染模型研究抗病毒策略或宿主免疫等提供一种有效、快速、灵敏的实时监测病毒复制的手段（中国药理学通报，2018）。.②.阐述逆转录病毒诱导肥大细胞脱颗粒作用：分别利用HIV-1/肠道活体组织培养模型、HIV/人肥大细胞LAD2细胞模型，以及MuLV/Friend virus感染小鼠模型，验证逆转录病毒体内诱导肥大细胞脱颗粒作用。.③.阐明肥大细胞脱颗粒促进逆转录病毒急性感染的细胞学机制：肥大细胞缺失小鼠（sash）抑制MuLV/Friend的感染；肥大细胞脱颗粒诱导髓系来源的抑制性细胞（G-MDSC）的产生，抑制抗病毒免疫反应，促进MuLV/Friend的急性感染；肥大细胞脱颗粒激活剂C48/80促进小鼠MDSC的产生、抑制NK细胞和CD8+ T细胞中IFN-γ的产生，促进了MuLV/Friend的感染。.④.提出阻断逆转录病毒急性感染的新策略：肥大细胞脱颗粒抑制剂阻断MuLV/Friend急性感染：临床使用的肥大细胞脱颗粒抑制剂Ebastine和Loratadine, 通过抑肥大细胞脱颗粒，可有效中和MDSC介导的抗病毒抑制，从而有效抑制MuLV/Friend的急性感染。