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。

还有很多我们不知道COVID-19和病毒,SARS-COV-2,引起大流行,改变了我们的生活方式。但有两件事情我们确实知道的疾病:1)糖尿病患者和高血糖水平更可能出现严重的COVID-19症状较高的死亡率。2)经历不受控制的炎症反应的患者,被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的-2进入宿主肺细胞,它开始复制,引发的免疫应答的结果在单核细胞和巨噬细胞的感染部位的热潮。研究人员发现,高葡萄糖水平可以增加SARS-CoV的-2的单核细胞内的复制和导致它们产生多种促炎细胞因子如TNFα,IL-1β和IL-6。这些细胞因子的高水平已知有助于细胞因子风暴。接下来,研究人员更深入地挖掘,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,这项研究表明,免疫细胞代谢的开关可以解释的血糖水平有多高,有助于细胞因子风暴,并导致严重的COVID-19症状。未来的研究可以探索使用靶向药物HIF-1α或参与糖酵解来治疗COVID-19等关键因素。

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约翰娜是Promega的科学作家。她赢得了她在生物医学科学博士在贝勒医学院。她是加入Promega公司五年前一名自由撰稿人和全职妈妈。约翰娜是来自台湾,她认为台湾菜是世界上最好的。她喜欢做瑜珈,旅游,花时间与她的两个孩子。

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