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新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是由新型冠状病毒(SARS-Co V-2)感染引起的急性呼吸道传染病。SARS-Co V-2不仅会使健康人群致病,更易侵袭患有基础疾病的老年人。在新冠肺炎中,机体为应对病毒感染而过度释放的细胞因子,称为“细胞因子风暴”,它正逐渐成为导致急性呼吸窘迫综合征以及急性全身性器官功能损害的机制之一。SARS-Co V-2诱发机体感染的机制复杂,炎症和凝血异常可能促进了COVID-19的发生和进展,诱导单核/巨噬细胞的活化。明确单核细胞在炎性因子风暴中的作用,对减轻这一反应所致的组织受损至关重要。本文将围绕单核细胞的功能和细胞因子分泌,来探讨其在新型冠状病毒引发的细胞因子风暴中的作用和机制,以期对COVID-19的治疗提供参考数据。已有研究表明,血管紧张素转化酶2(ACE-2)为引起SARS冠状病毒和新型冠状病毒的主要结合受体。本研究以流式细胞术和Western blotting检测发现,人肺癌细胞系Calu-1细胞表面高表达ACE-2蛋白。用SARS-Co V-2刺突蛋白S刺激Calu-1细胞,经i TRAQ蛋白组分析后与人类蛋白数据库对比,发现GM-CSF和CD40L的表达明显升高,可能导致肺上皮细胞通过CD40L/CD40途径,调节肺部单核细胞活化和炎症细胞因子的分泌。利用Western blotting和q RT-PCR方法,对i TRAQ蛋白检测结果进行了印证。接下来,取来自志愿者提供的人浓缩白细胞,分离得到外周血单个核细胞(PBMC),建立肺上皮细胞与单核细胞共培养实验,研究SARS-Co V-2激活单核细胞的作用和机制。不同浓度的SARS-Co V-2-S刺激Calu-1细胞,ELISA和PCR实验分析GM-CSF的分泌和表达,流式细胞术分析CD40L的表达。结果表明,SARS-Co V-2-S可以显著上调Calu-1细胞GM-CSF的分泌和CD40L的表达(P<0.01)。ACE-2抗体阻断实验证明,SARS-Co V-2-S作用于Calu-1细胞依赖于ACE-2受体。SARS-Co V-2-S刺激Calu-1细胞与单核细胞后,检测单核细胞表型和炎症因子的分泌,流式细胞术检测单核细胞表型。结果显示,Calu-1细胞与单核细胞共培养,并不能引起单核细胞表型变化,但是当在共培养体系中加入SARS-Co V-2-S后,单核细胞表达的CD86(2.1±0.22,P<0.05)和HLA-DR(3.5±0.32,P<0.01)显著增高,提示单核细胞获得了M1性巨噬细胞的炎症表型。细胞内染色和ELISA检测结果表明,SARS-Co V-2-S通过Calu-1细胞刺激单核细胞分泌IL-18和IL-1β,说明SARS-Co V-2-S通过作用于肺上皮细胞激活单核细胞,促进了单核细胞向M1炎症表型的分化。Western blotting实验结果表明,SARS-Co V-2-S通过激活Calu-1细胞的PI3K/AKT,诱导肺上皮细胞分泌GM-CSF,并上调表达了CD40L。在SARSCo V-2-S刺激的Calu-1细胞与单核细胞共培养体系中,加入CD40的封闭抗体或GM-CSF的中和性抗体,单核细胞的CD86的表达和HLA-DR的表达明显下降(P<0.05),细胞培养上清中的IL-18和IL-1β显著下降(P<0.01)。以上结果表明,SARS-Co V-2-S激活Calu-1细胞,通过CD40L/CD40和GM-CSF参与单核细胞的活化,引起单核细胞炎症表型和炎症细胞因子的分泌。综上所述,本研究探讨了单核细胞在新型冠状病毒引发的细胞因子风暴中的作用和机制。发现了SARS-Co V-2通过S蛋白结合Calu-1细胞表面ACE-2受体,激活细胞内PI3K/AKT通路,诱导肺上皮细胞分泌GM-CSF,并上调表达了CD40L。激活Calu-1细胞,通过CD40L/CD40和GM-CSF参与单核细胞的活化,引起单核细胞炎症表型和炎症细胞因子的分泌。因此,推断单核细胞表型活化在新型冠状病毒引发的细胞因子风暴中可能具有促进作用,本研究初步解释了SARS-Co V-2感染肺部引发炎症的部分机制,为靶向单核细胞和炎症细胞因子的新冠肺炎治疗提供参考数据。