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细胞外囊泡在呼吸道病毒感染的作用机制

【摘要】细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)是起源于细胞膜的多囊泡体,EVs

在病毒炎性反应中发挥重要作用，可以充当病毒载体，协助病毒的感染和传播;调节细胞炎症

通路的表达以及炎症因子的释放;诱导机体免疫应答,抑制病毒复制和传播，发挥抗病毒作用。

上皮细胞是病毒入侵肺组织时的首要感染目标，随后巨噬细胞迅速对病毒的感染做出反应，

上皮细胞和巨噬细胞之间的“串话”在细胞炎症反应中起重要作用，而细胞释放的EVs在“串

话”中发挥关键作用。本文综述了感染不同病毒后，上皮细胞和巨噬细胞释放的EVs在病毒

传播及其引发肺部炎症的作用机制。

【关键词】上皮细胞;细胞外囊泡;病毒感染

病毒感染肺部后引起急性呼吸道感染，临床症状表现为咳嗽、发热、呼吸困难，严重者发

展为病毒性肺炎，诱发急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS),

对患者肺部功能造成严重损伤。病毒在体内不断突变、重组、持续进化，极易产生耐药性，

现有抗病毒药物很难有效控制病毒的感染和传播。深入了解病毒在肺部引起炎症反应的机制

有助于开发新的有效抗病毒方法及药物。细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)在

病毒炎性反应中发挥重要作用，本文将就EVs在呼吸道病毒感染的作用机制进行综述。

一、EVs的概述

细胞内吞囊泡与细胞膜结合形成早期核内体，在发展为晚期核内体过程中形成多囊泡体,

EVs起源于细胞膜的多囊泡体，与细胞膜融合后释放到胞外。EVs可存在于尿液、血液和组织

液等体液中［1］,其内包含核酸、蛋白质和脂类等。核酸含信使RNA(mRNA)、微RNAQnicroRN

A,miRNA)等可通过EVs调节靶细胞基因的转录和表达，影响靶细胞的状态与功能［2］。EVs

包含的蛋白质有标识蛋白和免疫蛋白等，与EVs的形成和通讯功能密切相关［3］,脂类则与EV

S稳定性有关［4］。EVs通过被细胞摄取和分泌参与细胞间物质和信息的传递,发挥生物学功

能,细胞释放的EVs可以反映来源细胞的生理状态，其充当细胞间通讯介质，传递信息，参与

病毒感染散播，激活机体免疫应答，调节机体炎症反应等功能。

二、上皮细胞和巨噬细胞间的〃串话”作用

上皮细胞位于呼吸道和肺泡表面，病毒通常将上皮细胞作为侵入点感染肺组织，随后巨

噬细胞迅速对病毒感染做出反应。上皮细胞与巨噬细胞间的“串话”在细胞炎症反应中发挥

关键作用。Narasaraju等［5］发现小鼠巨噬细胞与感染病毒的上皮细胞共培养后，巨噬细胞

可以吞噬感染的上皮细胞，产生生长因子诱导损伤的上皮细胞增殖修复0正常生理状态下，

上皮细胞传导抗炎信号通路，抑制巨噬细胞的极化，而病毒的入侵会抑制抗炎信号通路的传

导，启动机体抗病毒反应。而上皮细胞和巨噬细胞间的“串话”可能由细胞释放的EVs调控。

Soni等［6］发现,脂多糖(lipopolysaccHaride,LPS)处理小鼠后，小鼠肺泡灌洗液内的EVs大

多由肺上皮细胞和巨噬细胞分泌释放ONeri等［7］进一步发现，巨噬细胞释放的EVs可以诱导

上皮细胞合成和释放促炎介质，影响细胞炎性反应。可见，上皮细胞和巨噬细胞释放的EVs

在肺部病毒性感染中发挥重要作用，细胞感染病毒后，病毒选择性地将自身遗传物质包裹进

细胞分泌的EVso因此人体感染不同病毒后，细胞释放EVs所携带的物质各不相同,EVs发挥

的生物作用和相关机制也有所不同。

三、不同类型病毒通过EVs发挥生物学功能

1.流感病毒

流感病毒破坏支气管黏液屏障，与上皮细胞表面唾液酸受体结合，通过细胞内吞作用进

入宿主细胞后，被运送到细胞核附近,最后与核内体融合形成核糖核蛋白(Virusribonucleo

protein,VRNPs).VRNPs进入细胞核,合成病毒翻译和复制相关的mRNA和cRNA,通过Rabll

将新合成的VRNPs从细胞核定向运输至细胞质膜，进入处于出芽状态的病毒，随病毒出胞［8］.

感染流感病毒后，不同状态的上皮细胞释放EVs内容物不同,作用也不同。ScHeller等［9］发

现感染流感病毒后,上皮细胞释放EVs和支气管肺泡灌洗液中miR-17-5p高表达，细胞抗黏液

病毒基因(myxoVirus-resistant,Mx)1的表达下降,促进流感病毒的复制(图1)。而Liu

等［