Long-term survival of influenza virus infected club cells drives immunopathology

Nicholas S. Heaton, Ryan A. Langlois, David Sachs, Jean K. Lim, Peter Palese, and Benjamin R. tenOever

 Journal of Experimental Medicine 211, 9, 1707-1714, 2014

Speaker: Ming-Yang Wu (吳明陽)                                               Time: 13:00~14:00, Dec 10, 2014

Commentator: Dr. Guey-Chuen, Perng (彭貴春 老師)               Place: Room 601

Abstract:

流感A型病毒(Influenza A virus , IAV) 已知會造成嚴重的流行性疾病。在呼吸道有數種不同的細胞，像是纖毛上皮細胞、一型二型肺泡細胞等等，都會受到流感病毒的感染。被感染的細胞在身體內主要有兩種機制去排除，一種是因為病毒的複製，所驅使的細胞凋亡或細胞壞死；另一種則是利用免疫系統作為武器，可以清除細胞和病毒。但是在先前研究指出，清除流感病毒的感染，會導致異常的免疫調節疾病，造成組織受傷 [1]。因此，呼吸道的受損程度預期是反應出病毒複製的強度，也是宿主免疫反應的強度。在這次的研究中，作者讓流感病毒會表現出Cre重組酶的蛋白，並使用轉殖紅螢光蛋白tdTomato的小鼠 [2]，去分析肺裡能長期存活的細胞。當轉基因的小鼠被會表達Cre的流感病毒感染時，被感染的細胞會表現出紅色螢光，這些細胞稱為tdTomato⁺細胞 。令人驚訝的，tdTomato⁺ 細胞在感染後的第二十一天，還可以在呼吸道被偵測到螢光，這個時間點已經在病毒複製停止和被病毒感染的細胞被清除之後。作者也發現這些tdTomato⁺ 細胞主要為在支氣管，這個位置正好也是club細胞的所在位置。另外值得注意的是， 在感染後第10天沒有偵測到有病毒，換言之，club細胞已經從病毒感染中被"治癒"。作者觀察到club 細胞中的干擾素刺激基因(interferon stimulated genes )的表現有明顯增加，並且產生引起發炎的細胞因子(cytokine)和趨化因子(chemokine)，推測這些細胞分泌這些因子，可能就是造成呼吸道組織受損的原因。為了支持這個想法，作者使用白喉毒素(diphtheria toxin)去排除這些club細胞，得到呼吸到組織受損減少的結果。然而，嚴重呼吸道受損主要是與感染肺泡細胞有關，肺泡細胞並不會被"治癒"，所以club細胞在流感A型病毒致病機轉當中的貢獻至今仍然不清楚。

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Reference:

1.Damjanovic, Daniela, et al. "Immunopathology in influenza virus infection: uncoupling the friend from foe." Clinical Immunology 144.1 (2012): 57-69.

2. Kasparek, Petr, et al. "Transgenic mouse model expressing tdTomato under involucrin promoter as a tool for analysis of epidermal differentiation and wound healing." Transgenic research 21.3 (2012): 683-689.