北京时间11月4日,瞿介明教授团队揭示的CD69介导脂源性间充质干细胞抗铜绿假单胞菌肺部感染新机制成果刊发在临床和转化医学领域国际权威杂志Clinical and Translational Medicine(IF:11.49)上。近年来研究显示,铜绿假单胞菌耐药性形势日益严峻,严重危害人类健康,而脂源性间充质干细胞有望成为治疗铜绿假单胞菌肺部感染的新途径,但其潜在的机制尚不清楚。瑞金医院呼吸与危重症医学科瞿介明教授团队揭示了脂源性间充质干细胞可表达CD69以识别铜绿假单胞菌,进一步促进下游ERK1的激活,最终发挥治疗铜绿假单胞菌肺部感染的作用。这项研究揭示了CD69在脂源性间充质干细胞治疗铜绿假单胞菌感染中的新作用,为后续改进脂源性间充质干细胞治疗铜绿假单胞菌肺部感染提供了新靶点。
上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科主任、上海市呼吸传染病应急防控与诊治重点实验室主任、上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸病研究所所长瞿介明教授为主要通讯作者,同济大学医学院免疫与病原微生物系贾鑫明教授为该论文的共同通讯作者,上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科姜艳山博士研究生为第一作者。
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ASCs是如何识别铜绿假单胞菌发挥抗感染作用的?
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,P. aeruginosa)是一种广泛存在的革兰阴性菌,可引起严重甚至致死性肺部感染,其耐药性形势日益严峻,迫切需要寻找新的非抗生素治疗手段。
脂源性间充质干细胞(Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells,ASCs)具有来源广、易分离、细胞得率高等优点,在临床应用中比其他来源的间充质干细胞更具优势。近年来,多项研究显示ASCs有望成为治疗铜绿假单胞菌肺部感染的新途径,但ASCs参与抗铜绿假单胞菌肺部感染的潜在机制尚不清楚。
由此,瞿介明教授团队开展了一系列研究,旨在探索阐明ASCs治疗铜绿假单胞菌肺部感染的作用新机制,以寻找改善ASCs治疗铜绿假单胞菌感染的新靶点。
CD69识别结合铜绿假单胞菌,调控 ASCs治疗铜绿假单胞菌肺部感染
早期研究认为CD69是淋巴细胞早期激活的标志物,可表达在所有激活的骨髓来源的非红细胞,但越来越多的研究表明CD69是一种C-型凝集素受体,具有复杂的免疫调节功能,而CD69在间充质干细胞中的作用鲜有报道。
本研究发现,
ASCs分泌的GM-CSF可部分缓解铜绿假单胞菌肺部感染,而CD69正是调控ASCs分泌GM-CSF的重要受体分子。此外,通过体外构建hFc-hCD69融合蛋白,发现
CD69可与铜绿假单胞菌结合,结合位点是F98、I99。
本研究通过小鼠实验进一步证明
CD69是调控ASCs治疗铜绿假单胞菌肺部感染的关键受体。CD69缺失几乎完全阻断ASCs的抗铜绿假单胞菌肺部感染作用,而补充GM-CSF可恢复CD69缺失造成的抑菌作用下降。
CD69对ASCs的调控依赖于ERK1磷酸化激活
ERK1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)在多种细胞中作为GM-CSF产生的核心信号分子,本研究表明ERK1是CD69调控ASCs分泌GM-CSF的重要信号蛋白。在ERK1缺失的ASCs中,利用siRNA进一步敲低CD69表达不会影响GM-CSF的分泌。此外,ERK1缺失后ASCs治疗铜绿假单胞菌肺部感染作用几乎完全丧失,该结果表明CD69-ERK1是ASCs治疗铜绿假单胞菌肺部感染的关键信号通路。
以上研究表明,ASCs可表达C-型凝集素受体CD69,以识别铜绿假单胞菌,进而促进胞内ERK1激活,从而调节GM-CSF的分泌,最终缓解铜绿假单胞菌肺部感染。
该项目受到国家自然科学基金重点项目(81630001),上海市呼吸传染病应急防控与诊治重点实验室(20dz2261100)等资助。
作者介绍
瞿介明
上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科主任医师,瑞金医院党委书记,上海市呼吸传染病应急防控与诊治重点实验室主任,上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸病研究所所长,中华医学会呼吸病学分会主任委员兼感染学组组长,中国医师协会呼吸医师分会副会长。
贾鑫明
同济大学医学院免疫与病原微生物系教授,同济大学附属第十人民医院科研处处长。
姜艳山
上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科博士研究生,导师瞿介明教授。