胸腺肽α1减轻2019冠状病毒病(COVID-19)患者血细胞中的细胞因子风暴

Thymosin Alpha 1 Mitigates Cytokine Storm in Blood Cells From Coronavirus Disease 2019 Patients

作者信息Claudia Matteucci, Antonella Minutolo, Emanuela Balestrieri, Vita Petrone, Marialaura Fanelli, Vincenzo Malagnino, Marco Ianetta, Alessandro Giovinazzo, Filippo Barreca, Silvia Di Cesare, Patrizia De Marco, Martino Tony Miele, Nicola Toschi, Antonio Mastino, Paola Sinibaldi Vallebona, Sergio Bernardini, Paola Rogliani, Loredana Sarmati, Massimo Andreoni, Sandro Grelli, Enrico Garaci
PMID33506065
发布时间2020-12-05
DOI10.1093/ofid/ofaa588

实验完整度

中

研究包含体外细胞实验(LPS刺激CD8+ T细胞)和离体患者样本实验,但缺乏体内动物模型或多中心临床验证。

主要模型

CD8+ T细胞 COVID-19患者血细胞 健康供者(HD)血细胞

重点核对

外周血样本:来自15名SARS-CoV-2阳性个体和4名健康供者 体外Tα1处理:浓度50 μg/mL,处理8小时,37°C,5% CO2 检测指标:细胞因子基因表达(RT-qPCR),蛋白表达(流式细胞术) 统计分析:非参数Kruskal-Wallis检验和Friedman检验,Spearman相关系数

摘要

背景:2019冠状病毒病(COVID-19)以免疫介导的肺损伤和免疫系统的复杂改变为特征,例如淋巴细胞减少和细胞因子风暴,这些特征与不良预后相关,强调了宿主反应在严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染和疾病发病机制中的基本作用。胸腺肽α1(Tα1)是用于治疗COVID-19的分子之一,因为已知它在感染和癌症期间能恢复免疫系统的稳态。方法:在这项研究中,我们捕获了Tα1在炎症条件下调节CD8+ T细胞中相互关联的生物过程。结果:来自COVID-19患者的血细胞中与细胞因子信号传导和产生相关的基因上调,体外Tα1处理减轻了细胞因子的表达,并特异性抑制了CD8+ T细胞亚群中的淋巴细胞活化。结论:这些数据提示Tα1在调节体内免疫反应稳态和细胞因子风暴中的潜在作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Tα1能否减轻COVID-19患者血细胞中的细胞因子风暴?
核心机制
Tα1通过下调LPS刺激的CD8+ T细胞中与炎症相关的通路(如IL-17信号通路、细胞因子产生),并上调IL-10信号通路,同时抑制关键转录因子NFATC2,从而调节免疫反应稳态。
主要证据
体外细胞实验显示Tα1调节LPS刺激的CD8+ T细胞中基因表达;离体实验显示Tα1降低COVID-19患者血细胞中IL-6、TNFα、IL-1β等炎症因子表达,并增加IL-10表达;流式结果显示Tα1减少CD8+ T细胞中IL-6、CD38、HLA-DR的表达。
研究意义
研究提示Tα1可能调节体内免疫反应稳态和细胞因子风暴,为COVID-19治疗提供潜在干预策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外筛选Tα1调控的生物学通路

确定CD8+ T细胞在LPS刺激条件下Tα1影响的信号通路和生物过程。

使用以往微阵列数据,对CD8+ T细胞单独或联合LPS和Tα1处理后差异表达基因进行富集分析。

2

验证Tα1对COVID-19患者血细胞细胞因子表达的影响

评估Tα1离体处理对COVID-19患者血细胞中细胞因子基因表达的影响。

对COVID-19患者和健康供者血细胞进行Tα1离体处理,随后提取RNA,通过实时PCR检测细胞因子相关基因表达。

3

分析Tα1对T细胞亚群活化和细胞因子的影响

检测Tα1处理对CD4+和CD8+ T细胞活化标志物和细胞内细胞因子表达的影响。

通过流式细胞术分析Tα1处理前后血细胞中CD4+和CD8+ T细胞亚群中IL-6、CD38、HLA-DR的表达。

4

评估细胞因子与活化标志物的相关性

探究CD8+ T细胞活化标志物与细胞因子表达之间的相关性,以及Tα1处理对该相关性的影响。

使用Spearman相关系数分析患者中流式检测的CD38和HLA-DR表达与血液中mRNA水平的相关性,并比较Tα1处理前后的变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基----
L-谷氨酰胺----
青霉素----
链霉素----
胎牛血清----
胸腺肽α1SciClone Pharmaceuticals--
血液总RNA提取试剂盒GRiSP--
ImProm-II逆转录系统Promega--
SYBR GreenSMOBiO--
抗人CD38-ECD抗体Beckman Coulter--
CD8-BV605抗体Beckman Coulter--
PD1-BV711抗体Beckman Coulter--
HLA-DR-PE抗体BD Biosciences--
CD56-PE抗体BD Biosciences--
CD3-BV510抗体BioLegend--
抗IL-6 FITC抗体ImmunoTools--
抗IFNγ BV650抗体BD Biosciences--
抗TNFα AF700抗体Beckman Coulter--
VersaLyse裂解液----
IntraPrep透化试剂盒----
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集
患者入组标准、健康对照的年龄性别匹配情况、样本文本信息(详见表S1)
阅读提示:Methods: Subject Details
离体处理
Tα1浓度(50 μg/mL)、处理时间(8小时)、处理温度(37°C)、CO2浓度(5%)、培养基成分(RPMI 1640, 2 mM L-谷氨酰胺, 100 U/mL青霉素, 0.1 mg/mL链霉素, 10%胎牛血清)
阅读提示:Methods: Ex Vivo Treatment
基因表达分析
RNA提取试剂盒(GRiSP的血液总RNA提取试剂盒)、逆转录系统(Promega的ImProm-II)、实时PCR仪器(Bio-Rad CFX96)、SYBR Green(SMOBiO)、引物序列(见补充表S2)
阅读提示:Methods: Real-Time Analysis
流式细胞术
抗体克隆号、荧光染料、孵育时间(15分钟)、裂解液(VersaLyse)、透化试剂盒(IntraPrep)、流式细胞仪(CytoFLEX)和软件(CytExpert 2.0)
阅读提示:Methods: Flow Cytometry Analysis
统计分析
非参数检验(Kruskal-Wallis和Friedman)、Spearman相关性、多变量线性混合模型、Dunn-Šidák校正
阅读提示:Methods: Statistical Analysis