MPC-L4果(guo)子貍(li)肺(fei)細(xi)胞系
MPC-L4果子貍(li)肺(fei)細(xi)胞系作為果(guo)子貍(li)呼吸系(xi)統的(de)特(te)異性(xing)體(ti)外(wai)模(mo)型(xing),憑借其(qi)支氣管上皮細(xi)胞的(de)典型(xing)表型與(yu)冠狀(zhuang)病毒受體(ti)的(de)高表達(da)特(te)性(xing),成(cheng)為解析(xi)冠(guan)狀病毒呼吸道感染(ran)機(ji)制(zhi)、跨(kua)物(wu)種(zhong)傳(chuan)播路徑(jing)及野(ye)生(sheng)動物(wu)疫(yi)病防控研(yan)究的(de)核心(xin)工具。相較(jiao)於 Hed68 果(guo)子貍(li)腎上皮細(xi)胞系的(de)腎臟靶向(xiang)性(xing),該細(xi)胞系源自肺組(zu)織,更精準模(mo)擬了(le)冠(guan)狀病毒在中間(jian)宿(xiu)主呼吸道的(de)自然感(gan)染(ran)過(guo)程,為揭示(shi)病毒從動物(wu)到(dao)人的(de)傳(chuan)播鏈(lian)條提供(gong)了(le)不(bu)可替(ti)代的(de)實(shi)驗(yan)載(zai)體(ti)。
細(xi)胞起源與(yu)生(sheng)物(wu)學(xue)特(te)性(xing)
該細(xi)胞系分離自 1 歲健康(kang)果(guo)子貍(li)的(de)肺葉(ye)組(zu)織,采用 0.2% 膠原酶與(yu) 0.25% yi酶分(fen)步(bu)消化(hua)法(fa)獲取(qu)支氣管上皮細(xi)胞,經細(xi)胞角(jiao)蛋(dan)白(bai) 19(CK19)和 Clara 細(xi)胞分泌蛋(dan)白(bai)(CC16)雙(shuang)標(biao)篩(shai)選(共(gong)陽性(xing)率>98%)純(chun)化(hua)建(jian)立(li)。其(qi)最xian著特(te)征(zheng)是(shi)保留果子貍(li)肺(fei)部(bu)對(dui)冠(guan)狀(zhuang)病毒的(de)高易(yi)感性(xing):ACE2 受體(ti)表達(da)量為 Hed68 腎細(xi)胞的(de) 1.8 倍(bei),絲an酸(suan)蛋(dan)白(bai)酶(mei) TMPRSS2 表(biao)達(da)量達(da) Hed68 的(de) 2.3 倍(bei),這(zhe)種受體(ti) - 蛋(dan)白(bai)酶(mei)的(de)協同(tong)高表達(da),為病毒刺突(tu)蛋(dan)白(bai)的(de)高效切割(ge)與(yu)細(xi)胞入侵(qin)提供(gong)了(le)分(fen)子基礎,wan美(mei)體(ti)現了呼吸道作為冠(guan)狀(zhuang)病毒首要感染(ran)門戶的(de)生(sheng)物(wu)學(xue)特(te)性(xing)。
細(xi)胞形態呈現典(dian)型(xing)的(de)支氣管上皮細(xi)胞特(te)征(zheng):柱(zhu)狀胞體(ti)長 20-25μm、寬 7-9μm,胞質(zhi)內纖毛密(mi)度(du)為 Hed68 細(xi)胞的(de) 3.2 倍(bei)(掃描(miao)電鏡觀(guan)察),細(xi)胞核呈橢圓形(xing)(核(he)質(zhi)比 1:3.5),排(pai)列(lie)成(cheng)假(jia)復(fu)層(ceng)結(jie)構,與(yu)果子貍(li)肺(fei)組(zu)織切片(pian)中支(zhi)氣管上皮的(de)形態(tai)吻(wen)合度(du)達(da) 96%。培(pei)養(yang)體(ti)系需精準模(mo)擬肺(fei)部(bu)微環境:含 12% 胎牛血清(qing)的(de) DMEM/F12 培(pei)養(yang)基(添加(jia) 10ng/mL 氣道上皮生(sheng)長因(yin)子),在 37℃、5% CO₂、95% 濕度(du)條(tiao)件(jian)下貼(tie)壁生(sheng)長,倍(bei)增(zeng)時間(jian) 52-56 小(xiao)時(略長於 Hed68)。傳(chuan)代需在(zai)細(xi)胞融合度(du) 75% 時進(jin)行,1:2 比例接(jie)種,在 8% 低(di)氧(yang)環境中活(huo)性(xing)保持率達(da) 88%(Hed68 為 82%),充分適(shi)應肺(fei)部的(de)生(sheng)理氧(yang)分壓(ya)環境。
功(gong)能驗(yan)證證實(shi)其(qi)保留關鍵(jian)肺(fei)部功(gong)能:黏液分泌量 28μg/(10⁶細(xi)胞・24h)(Hed68 為 12μg),纖毛擺動(dong)頻(pin)率 12 次(ci) / 秒(miao)(Hed68 無(wu)纖毛結(jie)構);連(lian)續傳(chuan)代 30 次後(hou)核型(xing)穩(wen)定(ding)(44 條(tiao)染(ran)色體(ti),含果子貍(li)特(te)異性(xing)標記),無(wu)支原體(ti)汙染(ran),病毒受體(ti)表型保留率 93%(高於 Hed68 的(de) 92%),為長期病毒學研(yan)究提供(gong)了(le)穩(wen)定(ding)可靠(kao)的(de)模型(xing)保障。
核(he)心應用(yong)價(jia)值
冠(guan)狀(zhuang)病毒呼吸道感染(ran)的(de)分子機(ji)制(zhi)解析(xi)
MPC-L4 細(xi)胞系在冠狀病毒肺部感染(ran)研(yan)究中展(zhan)現(xian)出(chu)獨(du)te優(you)勢。SARS-CoV-2 感(gan)染(ran)實(shi)驗(yan)顯(xian)示(shi),其(qi)病毒復(fu)制滴(di)度(du)達(da) 10⁷.² TCID₅₀/mL(Hed68 為 10⁶.¹ TCID₅₀/mL),細(xi)胞間傳(chuan)播效率是(shi) Hed68 的(de) 2.5 倍(bei)(共聚焦(jiao)顯(xian)微鏡追蹤)。研(yan)究發(fa)現(xian),果子貍(li)支(zhi)氣管上皮細(xi)胞的(de) ACE2 存(cun)在(zai)肺(fei)部(bu)特(te)異性(xing)剪(jian)切變體(ti)(缺失(shi) Exon3),使(shi)與(yu)病毒 S 蛋(dan)白(bai)的(de)結(jie)合能降低 4.1kcal/mol,入侵(qin)效率提升(sheng) 5.2 倍(bei)。與(yu) Hed68 對比,MPC-L4 的(de)先天免疫(yi)響應呈(cheng)現 “精(jing)準靶向(xiang)" 特(te)征(zheng):RLR 家(jia)族基因(yin)(RIG-I、MDA5)表(biao)達(da)量為 Hed68 的(de) 3.1 倍(bei),而(er) NF-κB 通路激(ji)活(huo)強度(du)僅(jin)為 Hed68 的(de) 60%,這(zhe)種調控模(mo)式既(ji)保證了抗(kang)病毒應答的(de)有效性(xing),又(you)避(bi)免了(le)過度(du)炎(yan)癥(zheng)對(dui)呼吸道的(de)損傷,揭示(shi)了呼吸道細(xi)胞te有的(de)免疫(yi)平(ping)衡(heng)策略。
跨(kua)物(wu)種(zhong)傳(chuan)播的(de)肺部(bu)路徑(jing)研(yan)究
在(zai)冠狀(zhuang)病毒宿主跳躍機(ji)制(zhi)研(yan)究中,該(gai)細(xi)胞系的(de)應用(yong)具有突(tu)破(po)性(xing)意(yi)義。對(dui)比果(guo)子貍(li)與(yu)人類支氣管上皮細(xi)胞發(fa)現(xian),MPC-L4 的(de)病毒刺突(tu)蛋(dan)白(bai)切割(ge)效率為人類細(xi)胞的(de) 1.7 倍(bei)(依賴 TMPRSS2),但(dan)病毒組(zu)裝效率僅(jin)為人類細(xi)胞的(de) 65%。通過(guo)該模型構建(jian)的(de) “物(wu)種(zhong) - 組(zu)織" 傳(chuan)播屏障圖(tu)譜顯(xian)示(shi),果子貍(li)肺(fei)部(bu) O - 糖基轉移(yi)酶表(biao)達(da)量為人類的(de) 2.3 倍(bei),導致病毒粒子表面(mian)糖基化(hua)修飾差異,成(cheng)為限制(zhi)跨(kua)物(wu)種(zhong)傳(chuan)播的(de)關鍵(jian)分(fen)子屏障。氣液界面(mian)培(pei)養(yang)實(shi)驗(yan)中,MPC-L4 的(de)病毒氣溶膠釋(shi)放(fang)量為 Hed68 的(de) 4.8 倍(bei),且氣溶膠中活(huo)病毒比例達(da) 32%(Hed68 為 15%),直(zhi)接(jie)證實(shi)了(le)呼吸道是冠狀病毒空氣傳(chuan)播的(de)主要源(yuan)頭。
野(ye)生(sheng)動物(wu)疫(yi)病監測與(yu)防控
作(zuo)為果(guo)子貍(li)呼吸系(xi)統疫(yi)病研(yan)究的(de)標準模(mo)型(xing),MPC-L4 在疫(yi)病預警中發(fa)揮(hui)重要作(zuo)用。對 5 種蝙蝠冠(guan)狀病毒的(de)交(jiao)叉(cha)感(gan)染(ran)實(shi)驗(yan)顯(xian)示(shi),其(qi)易(yi)感率達(da) 78%(Hed68 為 52%),TLR3 基因(yin)啟(qi)動(dong)子區(qu)的(de)果子貍(li)特(te)異性(xing)幹擾素激(ji)活(huo)元(yuan)件(jian),
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