近日,南京農業大學楊倩教授團隊在《PNAS》期刊發表題為“Goblet cells dictate viral tropism and pathogenesis in nasal and intestinal mucosae”的研究成果。該論文第一作者為南京農業大學動物醫學院博士研究生王文騫(現入職華中農業大學動物科技學院),通訊作者為南京農業大學李昱辰副教授。
作為黏膜上皮的重要組成部分,杯狀細胞傳統上被視為“黏液提供者”。它們在病毒建立有效感染、擴散、以及引發黏膜損傷等方面發揮決定性作用。研究發現,盡管SIV與PEDV均可接觸并感染鼻腔上皮,但其感染命運顯著不同:PEDV在鼻腔僅維持短暫、局灶的感染,并迅速被黏液屏障清除;SIV則能突破基底膜進入固有層,實現更深層的組織擴散。
單細胞測序結果顯示,兩種病毒在鼻腔上皮中的受體表達水平并無顯著差異,這意味著傳統受體理論無法解釋其不同的組織嗜性。相反,真正決定兩者感染模式的,是杯狀細胞對黏液分泌狀態的精準調控——PEDV增強黏液分泌從而抑制自身擴散,而SIV抑制黏液分泌,使其在黏膜中更易傳播。
在腸道黏膜中,研究揭示了PEDV更為獨特的致病機制。PEDV可通過激活黏膜下神經元的乙酰膽堿-CHRM3信號通路,誘導杯狀細胞形成GAP通道。這一用于遞送食物抗原、維持免疫耐受的生理通道在PEDV感染后出現“用途轉移”——即便腸道上皮結構仍完整,腸道細菌也可通過GAP進入固有層,引發炎癥反應,從而加劇腸道損傷并促進病毒擴增。值得注意的是,阻斷CHRM3信號可顯著抑制GAP形成,感染仔豬的腹瀉、體重下降和組織病變均明顯減輕,證明GAP在PEDV高致病性中的關鍵作用。
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杯狀細胞介導的SIV和PEDV黏膜嗜性及發病機制示意圖
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