二手烟的细胞暴露及其对呼吸道病毒感染的易感性研究

简介：

二手烟的细胞暴露及其对呼吸道病毒感染的易感性研究目标是了解二手烟的暴露对病毒性呼吸道**的形成有何促进作用。本研究项目的目的是确定在病毒感染中二手烟雾暴露的影响，在肺上皮细胞模型，使用两种流行的人类呼吸道病毒：鼻病毒和腺病毒。

腺病毒（AD）是无包膜DNA病毒，是儿科需要住院**的呼吸系统**的重要病原体。这些病毒也是造成急性呼吸道传染性**爆发的主要原因。B类（如血清3型，7型和11型），C类（如血清5型），和E类（例如血清4型）是*常见的呼吸道病原体。

人鼻病毒（HRV）是小核糖核酸病毒家族的成员。这些高度多样化的无包膜RNA病毒是重要的人类病原体和普通感冒的*常见的病原体。流行病学研究表明，HRV感染可能与**和COPD病情加重有关。

我们推测，通过二手烟的暴露，增加受体分子的有效性和促进细胞进入，从而增加呼吸道病毒的感染。该研究的理论基础是，确定二手烟暴露增加呼吸道感染易感性的机制， 进而进一步干预以减少呼吸道**。这一假设将通过三个明确的目标进行验证：

目标 1.

确定二手烟暴露对呼吸道上皮细胞的渗透性及病毒受体的数量和有效性的影响。

目标 2.

确定二手烟暴露在体外对呼吸道病毒感染的气道上皮细胞的影响。

目标 3.

确定二手烟暴露对病毒感染促炎反应的影响。

方法

香烟相对湿度保持30%~40%。实验中，细胞暴露于香烟烟雾8分钟/次。主流香烟烟雾的每次吸烟量保持30.10ml。侧流香烟烟雾保持在78.36ml。采用Cultex细胞暴露系统（Hannover,Germany），细胞体外的气-液（ALI）培养，并在气-液界面进行香烟烟雾的高效暴露。

结果

香烟烟雾暴露减少calu3单层细胞的跨上皮电阻。

在transwell上极化Calu3细胞，主流烟和测流烟暴露10～30分钟后，结果TER(跨上皮电阻)值降低。主流烟暴露的细胞，TER值可以恢复；测流烟暴露的细胞，在实验1～24小时内TER值没有恢复，表明暴露损伤为不可逆损伤。

香烟烟雾暴露对calu3病毒感染细胞的影响

可以观察到，在MOI 1 PFU／cell的3个独立感染实验3天后，总的传染性病毒产量没有大的变化。然而，在烟雾暴露和感染Ad3p细胞中，传染病毒产量有明显的增加趋势。

当对顶层、细胞内以及底部的感染病毒产量进行评估时，发现在底部没有检测到病毒。有趣的是，在主流烟和测流烟感染Ad4和Ad5后的顶层和细胞内病毒滴度有明显的增加。在MOI  1.0 PFU/cell感染三天后的感染病毒的产量评估。

香烟烟雾暴露导致进入的感染Ad5-CVM-mCherry增加

在MOT为10.0 PFU/cell,感染了非复制型Ad5-CMV-mCherry的Calu3细胞的mCherry荧光蛋白的表达量的荧光显微镜的检查。过滤测流烟空气的暴露实验作为对比控制，10X倍数观测。初步数据显示，侧流烟雾暴露导致进入的感染病毒量增加。重复实验并通过流式细胞术对细胞表达的mCherry的数量进行定量评估。

促炎细胞因子的反应

   在1.0 PFU/cell MOI感染Ad3p，Ad4p和Ad5p6小时和18小时后，暴露于主流烟和测流烟，采用悬浮芯片检测腺病毒感染Calu3细胞促炎细胞因子反应。

香烟烟雾暴露对calu3鼻病毒感染细胞的影响

总的来说，目前的实验结果表明，如腺病毒，暴露于主流或侧流烟雾没有显著提高受感染细胞的鼻病毒的复制。在MOI为0.1，0.5，1.0和5.0 PFU/cell的数据集之间没有观察到显著可测量的差异。令人鼓舞的发现是，可以在transwell系统的顶部，细胞和基底室单独感染腺病毒的产量评估，并进行类似的鼻病毒实验，以提高我们的检测差异的能力。

总结

目前数据的初步分析表明，极化肺上皮细胞的香烟烟雾暴露（无论是主流烟和侧流）导致可测量的增强腺病毒的复制。此外，这些细胞暴露于吸烟前，腺病毒感染加剧了他们在感染后18小时以上炎症反应，可能是由于增加了病毒进入的结果。

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