PLA2G2D在年齡相關性急性急性呼吸系統綜合征中的作用

大家好，又到了每天要讀書的文獻分享時刻了，今天Jeffrey為大家講讀的是一篇來自於Journal Experimental of Medicine（IF=10.79）的文章-Critical role of phospholipase A 2 group IID in age-related susceptibility to severe acute respiratory syndrome–CoV infection。JEM為醫學一區的雜誌，主要收錄如遺傳學、炎症、免疫、傳染性疾病、癌症、血管生物學、代謝紊亂等文章，筆者最近閱覽了該雜誌收錄的一些文章，主要還是偏向於免疫方面的研究。

背景介紹

SARS為一種由SARS冠狀病毒（SARS-CoV）引起的急性呼吸道傳染病，世界衛生組織（WHO）將其命名為重症急性呼吸綜合征。衰老必然伴隨著機體功能特別是免疫功能的下降，在衰老過程中，體內氧化應激反應增高是導致機體低度慢性炎症發生與持續存在的主要因素。

在2003年SARS期間，許多小於24歲的患者都康復，而較為年長者（25-44，45-64，>65）許多會發展為急性呼吸窘迫綜合征。同樣的幼齡鼠對SARS具有較高的抵抗力。這提示年齡較長得患者體內長期存在的慢性炎症加重了SARS感染後的癥狀，這可能與人體衰老過程中免疫力功能下降有關。

為了探究在衰老過程中，肺部免疫穩態的機制，作者做了如下的研究。

研究思路

1．PLA2G2D在rDCs中高表達，其表達量與小鼠年齡呈正相關

感染SARS病毒後機體的T細胞免疫應答會發生紊亂，在肺部的抗病感染過程，需要肺組織中rDCs（主要為CD11陽性細胞群）細胞遷移至縱膈淋巴結誘導T細胞遷移至肺部發揮免疫反應。而PGD2是一種具有抗炎/促炎作用的脂質小分子，它由花生四烯酸代謝分解而產生。相關的文獻報道rDCs細胞遷移能力與PGD2的含量呈負相關。為了研究清其中的關係，作者將研究指向PGD2產生的通路，花生四烯酸代謝通路。

對幼年及中年小鼠肺部進行花生四烯酸通路相關進展轉錄組檢測及q-PCR驗證發現，PLA2G2D在年長小鼠中的表達量升高顯著。隨後，對肺部rDCs細胞檢測發現，rDCs細胞高表達PLA2G2D，另外rDCs細胞PLA2G2D表達量隨小鼠年齡的增長而增高，並且只有PLA2G2D表達與年齡相關，其他PLA2家族基因表達量與年齡無關。

2．PLA2G2D的表達變化誘發肺部脂質譜的改變

由於PLA2G2D表達的變化，必然誘發肺部脂質小分子的改變，作者通過ESI-MS方式檢測肺部的脂質代謝物發現，年長小鼠肺部抗炎脂質小分子PGE2、PGD2升高，同時促炎脂質小分子PGF2a和TXB2也升高。在PLA2G2DKo小鼠中，AA及其代謝產物都下降。

3．SARS感染後，肺部脂質譜的改變及PLA2G2D的作用

隨後，作者對不同年齡段小鼠進行SARS感染，觀測肺部脂質小分子的變化。結果與健康小鼠相近，而在PLA2G2Dko小鼠與PLA2G2D過表達小鼠中，感染SARS後PLA2G2D過表達小鼠促炎相關小分子含量下降，抑炎相關小分子含量上升。這也與在過敏性疾病中，PLA2G2D中高表達產生抗炎介質PGD2、PGE2的報道相符。這提示了，PLA2G2D在多因素調節的AA代謝通路中起到重要作用。另外對PLA2G2D基因鼠中rDCs相關免疫功能實驗發現，PLA2G2D的有無對rDCs細胞cd40、cd80、MHC-II分子的表達無影響。這提示了PLA2G2D不影響小鼠肺部先天免疫功能，隻影響脂質小分子的表達。

4．PLA2G2D缺失後rDCs遷移能力增強

相關研究證實，PGD2含量與rDCs從肺部遷移至縱膈淋巴結的能力呈負相關，所以不難想像PLA2G2D ko後，rDCs遷移能力將增強。作者通過免疫熒光的方法也證實了這一點。

5．PLA2G2D敲除小鼠抵抗SARS能力增強是因為PLA2G2D缺失增強了T細胞的免疫功能

不同組別感染SARS後，病理結果及小鼠生存率皆提示，PLA2G2D缺失後，小鼠耐受SARS的能力增強。通過對PLA2G2D基因鼠肺部T細胞收集，通過T細胞功能試驗及T細胞殺傷能力試驗檢測發現，在PLA2G2Dko小鼠中，CD4和CD8 T細胞分泌IFN-γ能力增強，CD8 T細胞的細胞毒性能力加強。這提示PLA2G2D缺失增強了T細胞的免疫功能從而提高小鼠對SARS的耐受能力。

6．PLA2G2D與衰老氧化應激有關

通過PLA2G2D在不同年齡鼠及SARS模型中的種種研究，PLA2G2D可能是衰老過程中的指標。衰老過程伴隨機體氧化應激及慢性炎症的發生。作者通過對LPS誘導年幼小鼠產生慢性氧化應激反應，隨後通過檢測氧化應激標記物MDA與PLA2G2D表達量發現，MDA含量與PLA2G2D含量呈正相關，而給予實驗鼠氧化應激反應抑製藥NAC治療後的小鼠中，MDA含量與PLA2G2D表達量下降。另外體外LPS誘導巨噬細胞實驗結果與動物實驗結果相符合。這提示氧化應激-肺部衰老及慢性炎症發生維持的主要因素，它導致了PLA2G2D水平的增加，同時也為SARS和其他呼吸系統病原體的免疫反應具有年齡依賴缺陷性提供新的研究思路及機制。

筆者的感受

JEM上的文章專註於機體的免疫，本文上大部分為屬於純免疫的實驗，另外還結合了新熱點代謝組的一些實驗。

筆者一開始是秉著搜尋一些PLA2G2D基因功能研究實驗的文章進行查閱，對於PLA2G2D的認識一直處於它是一個AA代謝上的關鍵酶，具有抗炎/促炎的作用。而此篇文章通過SARS中不同年齡人愈後的改變，發現PLA2G2D基因與衰老及氧化應激相關（應該是通過下游代謝小分子產物），揭示了該基因的另一面。而本文不足之處在於，只闡明了表象，氧化應激與PLA2G2D具有相關性，並沒有真正篩查出下游功能性的小分子，闡述具體的通路。雖然衰老機體處於是一種慢性炎症的狀態，而作者在討論部分講述了大部分PLA2G2D在炎症中的作用，尤其通過PLA2G2D作為靶點治療是在寄生蟲感染、及自生免疫病，感覺故事敘述的不是十分完整。

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