免疫细胞代谢的变化是如何导致COVID-19严重发作的

细胞内能量代谢图解。

关于COVID-19和SARS-CoV-2病毒,我们还有很多不了解的地方。SARS-CoV-2病毒导致了大流行,改变了我们的生活方式。但有两件事我们确实知道:1)糖尿病和高血糖患者更容易出现严重的COVID-19症状,死亡率也更高。2)患者经历不受控制的炎症反应,称为细胞因子风暴也会出现更严重的COVID-19症状。事实上,高葡萄糖水平和过度的免疫反应都导致了严重的疾病,这表明两者可能有联系。但如何?根据最近发表在《新冠肺炎》杂志上的一项研究,答案可能在于COVID-19患者肺部免疫细胞的代谢细胞代谢

当SARS-CoV-2进入宿主肺细胞时,它开始复制,触发免疫反应,导致单核细胞和巨噬细胞冲向感染部位。研究人员发现,高葡萄糖水平会增加单核细胞内SARS-CoV-2的复制,并导致单核细胞产生更多促炎细胞因子,如TNF TNF、IL-1抑制因子和IL-6。高水平的这些细胞因子被认为是导致细胞因子风暴的原因。接下来,研究人员深入了解SARS-CoV-2感染如何增加细胞因子的产生。

研究人员发现,当单核细胞感染SARS-CoV-2病毒时,它们的细胞代谢发生变化。单核细胞开始使用糖酵解作为其主要的能源生产,而不是氧化磷酸化。线粒体产生的活性氧(ROS)的增加促进了这一变化。ROS生成的增加会诱导一种称为HIF-1的关键转录因子的表达,该因子控制其他参与葡萄糖转运和糖酵解的基因的表达。结果,受感染细胞的糖酵解增加,进而进一步驱动SARS-CoV-2病毒复制和单核细胞中细胞因子的产生。

单核细胞代谢的这种开关是否会直接导致更严重的COVID-19症状?COVID-19严重程度的另一个关键预测因子是血液中淋巴细胞的减少,这种情况称为淋巴细胞减少。研究人员想知道,在高血糖水平下,单核细胞的代谢重编程是否能抑制淋巴细胞(T细胞)的增殖,从而可能导致淋巴细胞减少。他们的结果表明,SARS-CoV-2感染的单核细胞显著降低了CD4和CD8 T细胞的增殖。这一观察结果可以解释SARS-CoV-2感染如何导致淋巴细胞减少和严重的COVID-19。

研究进一步表明,在高糖条件下,SARS-CoV-2感染促进肺上皮细胞凋亡,导致细胞死亡增加。重要的是,使用HIF-1抑制因子可以防止细胞死亡,这表明细胞凋亡依赖于HIF-1抑制因子的激活以及随后糖酵解途径的改变。这对于药物开发来说是一个好消息,因为这意味着有希望使用一种靶向HIF-1抑制素的药物来治疗COVID-19。

总之,本研究表明,免疫细胞代谢的开关可以解释高葡萄糖水平如何参与细胞因子风暴并导致COVID-19严重症状。未来的研究可能会探索使用靶向HIF-1 - inhibitor或其他参与糖酵解的关键因子的药物来治疗COVID-19。

了解更多关于探究药物发现的能量代谢途径!

特色产品

GoScript™逆转录酶cDNA合成试剂盒在本研究中用于逆转录提取的SARS-CoV-2 RNA。

相关的帖子

下面两个选项卡更改下面的内容。
Johanna是Promega的科学作家。她在贝勒医学院获得了生物医学博士学位。在加入Promega之前,她做了五年的自由撰稿人和全职妈妈。约翰娜来自台湾,她相信台湾菜是世界上最好的。她喜欢做瑜伽,旅行和花时间和她的两个孩子在一起。

约翰娜·李(Johanna Lee)的最新帖子(看到所有)

留下一个回复

这个网站使用Akismet来减少垃圾邮件。了解如何处理您的评论数据