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近期,一项发表于《科学》杂志上的研究揭示了过氧化物酶体在抵御新冠病毒(SARS-CoV-2)引发的长期肺部损伤中扮演的关键角色。这项由弗吉尼亚大学医学院孙杰教授领导的研究表明,过氧化物酶体对于促进肺泡再生、抑制异常炎症及防止肺纤维化至关重要,并提出了针对过氧化物酶体的新型治疗策略。
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过氧化物酶体是一种多功能细胞器,参与多种生物过程,如活性氧(ROS)代谢、脂质氧化、缩醛磷脂和胆汁酸合成等,在调节氧化还原状态、脂质代谢及炎症反应中发挥着不可替代的作用。当这些细胞器的功能出现障碍时,可能导致一系列疾病的发生和发展,包括神经退行性疾病、病毒感染性疾病以及癌症等。
该研究发现,新冠病毒感染会破坏肺泡巨噬细胞中的过氧化物酶体,导致其数量减少、形态变大且聚集异常,从而损害肺组织的修复能力,引发慢性炎症与纤维化问题。具体而言,通过对人和小鼠样本的分析,研究人员观察到,相较于对照组,COVID-19患者和受感染小鼠的肺泡巨噬细胞中过氧化物酶体的数量显著降低,蛋白质表达量也有所下降,且这些变化伴随着肺部结构的重塑和功能的衰退。
进一步研究显示,I型和II型干扰素(IFNα和IFNγ)是驱动上述过氧化物酶体重塑的主要因素之一。实验表明,IFNα或IFNγ处理能够降低过氧化物酶体蛋白的表达水平,并促使这些细胞器发生异常聚集。更为重要的是,阻断IFNγ信号传导可以逆转这一现象,增加过氧化物酶体的数量并减少其聚集体形成。
此外,研究人员还发现,这种过氧化物酶体的异常聚集可能触发自噬过程,进而加速细胞器的降解。这些发现揭示了病毒如何通过干扰素途径间接影响过氧化物酶体的功能,为理解病毒感染引起的肺部病理变化提供了新的视角。
为了探讨过氧化物酶体在病毒感染后的具体生理功能,研究团队构建了过氧化物酶体功能缺陷的小鼠模型。结果表明,尽管这些小鼠在病毒感染初期并未表现出明显的抗病毒免疫缺陷或急性炎症反应增强,但它们在病毒清除后的肺部炎症消退和组织修复过程中遇到了严重障碍,表现为促炎介质水平升高、炎症单核细胞浸润加剧及肺上皮血管渗漏等问题。
此外,单细胞RNA测序数据还显示,过氧化物酶体缺陷小鼠的免疫微环境紊乱,尤其是2型肺泡上皮细胞和巨噬细胞数量显著减少,这直接影响了肺泡上皮细胞的自我更新及损伤后的修复过程。
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基于上述发现,研究人员提出了一种靶向过氧化物酶体的新治疗方法。通过使用一种名为4-苯基丁酸(4-PBA)的小分子药物来促进过氧化物酶体的生成,他们成功地恢复了感染后小鼠肺泡巨噬细胞中过氧化物酶体的功能,并显著促进了肺泡再生,减轻了肺部炎症和纤维化症状。
综上所述,本研究表明,过氧化物酶体不仅是维持正常肺功能的重要调节因子,而且在其受损情况下可能会加剧由新冠病毒引起的肺部损伤。因此,开发针对过氧化物酶体的新型治疗策略有望成为缓解新冠急性后遗症的有效手段,为患者带来新的希望。
参考
Wei, Xiaoqin, et al. "Macrophage peroxisomes guide alveolar regeneration and limit SARS-CoV-2 tissue sequelae." Science387.6738 (2025): eadq2509.
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