如何在变化的免疫细胞新陈代谢有助于严重COVID-19

在细胞能量代谢的插图。

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,还开发了更严重的COVID-19症状。这两个高血糖水平和夸张的免疫反应驱动严重疾病的事实表明,这两个可以链接。怎么会呢?答案可能在于COVID-19的患者肺部免疫细胞的新陈代谢,根据发表在最近的一项研究细胞代谢

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,单核细胞感染了SARS冠状病毒2型病毒时,它们的细胞代谢的变化。单核细胞开始使用糖酵解作为其能量生产的主要来源,而不是氧化磷酸化。这种变化是通过增加从线粒体产生的活性氧物种(ROS)的促进。增加的ROS产生诱导的关键转录因子的表达称为HIF-1α,它控制参与葡萄糖转运和糖酵解的其它基因的表达。其结果是,糖酵解在感染的细胞增加,这然后进一步驱动SARS-CoV的-2病毒复制和细胞因子产生的单核细胞。

难道这开关在单核细胞的新陈代谢直接导致更严重的COVID-19症状?COVID-19严重性的另一个关键预测器淋巴细胞的在血液中的损失,被称为淋巴细胞减少的条件。研究人员想知道在高血糖水平的单核细胞的代谢重新编程是否能抑制淋巴细胞(T细胞)的增殖,从而可能导致淋巴球减少。他们的研究结果表明:SARS-COV-2感染的单核细胞有显著减少CD4和CD8 T细胞的增殖。这一观察可以解释如何SARS-COV-2感染导致淋巴细胞减少和严重COVID-19。

该研究进一步表明,高糖条件下,SARS-COV-2感染促进细胞凋亡在肺上皮细胞,导致细胞死亡增加。重要的是,当与HIF-1α抑制剂处理,表明凋亡是依赖于HIF-1α和糖酵解途径随后的变化的活化被阻止细胞死亡。这是药物开发的好消息,因为这意味着有希望的药物靶向HIF-1α可能被用于治疗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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