文献分享：囊性纤维化巨噬细胞中缺陷的免疫代谢通路研究

文章简介

这篇来自于美国俄亥俄州立大学医学院的文章向我们揭示了CF患者容易发生反复感染的重要原因。研究表明线粒体功能障碍导致 CF 巨噬细胞杀菌能力受损，由于无法有效清除病原体，使得 CF 患者易发生反复感染。

囊性纤维化（Cystic Fibrosis，CF）是一种常见的致死性单基因遗传病，由囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）基因突变所致。主要会影响到人体的呼吸系统、消化系统和生殖系统等。CF 患者肺部疾病严重影响正常的生活质量与寿命。

巨噬细胞是一种存在于人体组织和血液中的重要免疫细胞，在免疫防御中起关键作用，但其免疫代谢通路在 CF 中的变化尚不明晰。线粒体作为细胞能量工厂，在巨噬细胞免疫防御通路中至关重要。既往研究表明 CF 上皮细胞线粒体存在缺陷，但是线粒体功能缺陷与CF巨噬细胞免疫失调之间的关系尚未完全阐明，本研究主要目的是对 CF 巨噬细胞线粒体功能障碍进行研究。

在本研究中，研究人员选用野生型（wt）和携带 F508del/F508del 突变的 CF 小鼠巨噬细胞来模拟人类 CF 疾病状态。在基础状态及感染洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cenocepacia）后，运用 Seahorse 细胞能量分析仪测定巨噬细胞线粒体功能，借此评估 CF 巨噬细胞线粒体在基础状态及感染后的能量供应能力变化。另外，通过透射电子显微镜和共聚焦显微镜研究 CF 巨噬细胞线粒体形态在感染前后的改变。最后，分别使用 TMRM 和 MitoSOX Red 荧光染料检测 MMP 和 mROS，以此量化 CF 巨噬细胞在感染前后线粒体膜电位及活性氧生成的差异。

结果表明，无论是基础状态还是感染洋葱伯克霍尔德菌后，CF 巨噬细胞的氧消耗均显著受损，这表明 CF 巨噬细胞线粒体的呼吸功能存在缺陷。另外，感染洋葱伯克霍尔德菌后，CF 巨噬细胞线粒体碎片化明显增加，线粒体膜电位升高及 mROS 生成受损。

综上研究，CF 巨噬细胞中鉴定出的线粒体缺陷是其对感染反应的关键组成部分，这些缺陷表明线粒体功能障碍导致 CF 巨噬细胞杀菌能力受损。由于无法有效清除病原体，使得 CF 患者易发生反复感染。该研究增进了对 CF 病理生物学的理解，为 CF 治疗提供了新思路。线粒体有望成为新的治疗靶点，未来可通过调节线粒体功能改善 CF 巨噬细胞免疫功能，为解决 CF 患者慢性感染和炎症问题提供可能。

文章中，利用美谷分子（Molecular Devices）的SpectraMax i3x多功能检测平台，在548/574 nm处，对TMRM荧光信号进行读取；在510/580 nm处测定MitoSOX的荧光；在485/515 nm处测定DCFDA的荧光；并使用SpectraMax MiniMax 300细胞成像模块进行细胞计数，在一台仪器上获取定量结果及细胞计数结果，大大提高实验检测效率。文章具体结果展示如下图：

论文链接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33208300/

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