杯状细胞调控病毒在鼻腔与肠道黏膜的嗜性及致病机制

本研究发现杯状细胞（Goblet cells）通过分泌黏液屏障调控病毒黏膜感染命运：增强分泌可阻断猪流感病毒（SIV）和猪流行性腹泻病毒（PEDV）入侵，而PEDV通过乙酰胆碱（ACh）-毒蕈碱受体3（CHRM3）神经-上皮轴诱导杯状细胞相关抗原通道（GAPs），促使肠道细菌穿越完整上皮屏障触发炎症级联，显著加剧黏膜损伤。该研究揭示了非易感细胞在病毒黏膜感染中的核心调控作用，为广谱抗病毒策略提供新靶点。

　　

Significance

研究首次揭示杯状细胞作为黏膜表面病毒感染的关键调控者。杯状细胞衍生的黏液有效屏蔽鼻腔和肠道上皮免受猪流感病毒（SIV）和猪流行性腹泻病毒（PEDV）侵袭，而病毒驱动的黏液分泌调控决定感染遏制或传播。值得注意的是，PEDV不仅抑制黏液分泌，还通过乙酰胆碱–毒蕈碱受体3（CHRM3）神经-上皮轴快速诱导杯状细胞相关抗原通道（GAPs）。GAPs使管腔细菌在感染初期穿越完整上皮屏障，触发急性炎症级联反应，显著加剧黏膜损伤。这些发现揭示杯状细胞及其神经元信号回路作为病毒黏膜致病的关键决定因素，是开发广谱抗病毒干预的有希望靶点。

Abstract

宿主决定因素对病毒黏膜感染结果和抗病毒策略开发至关重要。然而，“非易感”黏膜细胞的调控作用仍不清楚。本研究显示，虽然SIV和PEDV病毒感染仔猪鼻腔和肠道上皮，但每种病毒仅在其偏好的黏膜生态位建立有效感染。杯状细胞活性显著影响黏膜感染结果；增加黏液分泌有效阻断病毒进入，而其减少促进病毒传播。值得注意的是，PEDV激活黏膜下肠道神经元中的乙酰胆碱–CHRM3信号诱导GAPs。该机制使肠道细菌在感染早期即使上皮屏障保持完整时也能转运至固有层，触发炎症并加剧黏膜损伤。研究结果强调杯状细胞在控制病毒嗜性中的关键作用及其作为开发有效广谱抗病毒方法靶点的潜力。

结果

Differential Infection Outcomes of PEDV and SIV in Piglet Nasal Mucosa.

研究建立猪鼻上皮细胞（NECs）气液界面培养模型，表征PEDV和SIV的感染特性。定量逆转录PCR分析显示两种病毒均成功感染仔猪NECs，并呈现相似的感染后复制动力学。在仔猪鼻腔气溶胶感染模型中，RT-qPCR显示PEDV滴度在感染后12小时（hpi）达到峰值后急剧下降，表明复制期短暂，而SIV RNA水平持续上升至24 hpi并保持高位。免疫组织化学（IHC）揭示相应空间模式：PEDV阳性上皮细胞在12 hpi稀疏，24 hpi显著减少，而SIV在12 hpi形成密集灶，并在上皮内扩展，24 hpi突破基底膜侵入固有层。因此，虽然两种病毒均感染NECs，但PEDV引起短暂局部感染，而SIV有效穿透并扩散至黏膜。

单细胞RNA测序（scRNA-seq）显示，基于细胞特异性标记基因，鼻黏膜细胞分为上皮、免疫和基质类别，进一步细分为19个细胞亚群。上皮群体显示最大的感染相关变化，具有病毒特异性模式：PEDV减少循环基底细胞和纤毛细胞但增加黏液细胞，而SIV减少循环基底细胞不影响纤毛或黏液细胞。免疫细胞组成在两组中保持稳定。病毒RNA映射显示24 hpi任何细胞亚群均无PEDV读数，表明未能建立感染。相反，SIV RNA在多个上皮亚型中检测到，包括循环基底、杯状和纤毛细胞，与其在鼻黏膜中持续复制和扩展一致。

Virus Receptors, Host Proteases, and Mucosal Immunity Do Not Correlate with the Differential Tropism of PEDV and SIV in Nasal Mucosa.

NECs中病毒进入受体和宿主蛋白酶转录谱分析显示，必需宿主蛋白酶（TMPRSS2、FURIN）、共享受体/共受体（EGFR、TFR1）、PEDV相关进入因子（OCLN、Integrin β3）和SIV相关进入分子（mGluR2、UVRAG、Cav1.2）在上皮亚群中基线表达一致高，病毒感染组和模拟组间无显著差异。这些受体和蛋白酶在鼻上皮亚群中呈现相似表达模式，表明病毒进入相关受体和宿主蛋白酶的丰度和分布不太可能解释PEDV和SIV在鼻黏膜嗜性的差异。

上皮和免疫细胞共同介导先天和适应性免疫，有效建立鼻黏膜免疫屏障。比较PEDV和SIV感染后两种细胞类型中免疫相关基因转录谱，发现两种病毒均激活相似传染病相关和先天免疫通路，包括Toll样、NOD样和RIG-I样受体信号，并上调经典抗病毒基因如GBP1、GBP2、MX1、MX2、STAT1和STAT2。虽然更强免疫反应通常与更快病毒清除相关，但SIV诱导的强健免疫激活持续存在，而PEDV触发较弱反应但仅引起短暂感染，表明免疫反应强度 alone 不能解释其 divergent 结果。

免疫细胞亚群中，T细胞（40.8%）和髓系细胞（25.9%）占鼻免疫区室60%以上，并在两种感染中镜像整体免疫转录谱。这些亚群富集RIG-I样和NOD样受体信号及传染病通路（如甲型流感、麻疹），并显示相似先天免疫基因表达变化，表明它们是黏膜免疫中对PEDV和SIV的关键效应群体。

Distinct Transcriptional Changes in Nasal Goblet Cells Are Closely Associated with the Differential Infection Outcomes of PEDV and SIV.

虽然NECs中免疫相关基因谱与PEDV和SIV不同黏膜感染结果不强相关，但两种病毒以病毒特异性方式改变上皮细胞数量、组成和全局转录模式。给定九个上皮亚群的功能异质性，分别分析细胞-细胞相互作用和转录谱。PEDV感染显著增强循环基底、纤毛和杯状细胞间及其与其他上皮亚群的相互作用，而SIV显著减少此类相互作用。差异表达分析证实这些细胞类型中 distinct 病毒特异性变化。

循环基底细胞对上皮修复至关重要，纤毛细胞对 mucociliary 清除关键且常是病毒主要靶标，在两种感染中显示先天免疫和传染病通路（如RIG-I样受体信号、甲型流感）激活及抗病毒基因（STAT1、ISG15、MX2）上调。值得注意的是，PEDV尽管未能建立有效感染，但诱导比SIV更强的转录调控，抑制增殖（TOP2A、PCNA）、紧密连接（TJP1、TJP3）和凋亡（CASP3、FADD）基因，同时激活纤毛发生基因（FOXJ1、DNAH3）。然而，这些变化与不同感染结果不一致，表明这些细胞不是 differential 嗜性的主要驱动者。

杯状细胞分泌黏液，形成鼻黏膜中抵御病原体的关键屏障。分析显示PEDV感染显著激活多个调控黏液分泌通路，包括内质网蛋白加工和蛋白输出，伴随黏液抗病毒分子和黏液分泌相关基因（如MUC5AC、TFF3、XBP1、KLF4）上调。相反，SIV感染抑制杯状细胞中黏液分泌相关信号通路，包括活性氧、NF-κB和PI3K-Akt，并抑制黏液抗病毒分子（如MUC5AC、TFF3）转录。这些相反效应表明PEDV可能促进黏液分泌限制其持久性，而SIV抑制黏液生产维持感染， potentially 塑造其 distinct 鼻黏膜嗜性。

PEDV and SIV Nasal Mucosal Tropism Is Associated with the Mucus Secretion Function of Nasal Goblet Cells.

基于单细胞测序数据，观察鼻杯状细胞对PEDV或SIV感染的差异反应。通过高碘酸-雪夫（PAS）染色评估感染鼻杯状细胞的黏液分泌。生理条件下，杯状细胞根据黏蛋白积累或释放可分为“分泌”或“非分泌”。结果显示PEDV感染显著增加分泌杯状细胞比例约68%，并显著增厚鼻黏液层，而SIV感染减少该比例约12%。免疫荧光染色针对杯状细胞特异性黏蛋白MUC5AC进一步验证，显示PEDV感染显著增加MUC5AC释放至上皮表面，伴随杯状细胞内MUC5AC荧光显著减少。相反，SIV感染导致MUC5AC大量细胞内积累，表明黏蛋白分泌受损。RT-qPCR显示PEDV显著上调关键黏蛋白相关基因（CLCA1、MUC5AC、FCGBP）转录，CLCA1增加最大。相反，SIV感染对这些基因无显著影响，表明PEDV促进黏液分泌，而SIV抑制它。

虽然黏液对呼吸道健康至关重要，但猪鼻组织中其抗病毒功能的直接证据有限。提取仔猪鼻黏液总蛋白，分别预处理病毒和宿主细胞。鼻黏液蛋白显著抑制PEDV或SIV感染，无论处理针对病毒或宿主细胞。蛋白质组分析显示鼻黏液富集几个具有潜在抗病毒活性分子，包括丝氨酸蛋白酶抑制剂、半乳糖凝集素、calpain-1、热休克蛋白70和转铁蛋白，表明它们参与宿主防御PEDV或SIV感染。基于这些发现，提出鼻杯状细胞黏液分泌的差异调控可能是导致PEDV和SIV不同黏膜感染谱的关键因素。

PEDV and SIV Intestinal Mucosal Tropism Is Also Influenced by the Mucus Secretion Function of Intestinal Goblet Cells.

与NECs中观察一致，宿主蛋白酶（TMPRSS2、FURIN）和与PEDV或SIV感染相关病毒进入受体或辅因子（如EGFR、TFR1、OCLN、ITGβ3、mGluR2、UVRAG、Cav1.2）也在小肠所有上皮亚群转录水平广泛表达。尽管如此，两种病毒显示不同肠道感染动态。PEDV渐进扩散，从12 hpi稀疏阳性细胞至36 hpi广泛感染，突破上皮屏障进入固有层。SIV仅产生短暂、低水平感染，12至24 hpi有限信号，36 hpi急剧下降。

给定早期假设病毒嗜性差异与鼻黏膜中杯状细胞功能紧密相关，研究肠道杯状细胞黏液分泌是否 underlie PEDV或SIV感染的不同结果。观察总肠道黏液蛋白显著抑制PEDV或SIV感染，无论直接应用病毒或预孵育宿主细胞。scRNA-seq显示PEDV显著抑制肠道杯状细胞中黏蛋白合成和分泌通路，下调黏蛋白相关蛋白基因转录，包括AGR2、CLCA1、FCGBP。评估黏液分泌变化，PAS和免疫荧光染色根据黏蛋白或Muc2积累/释放分类杯状细胞为分泌或非分泌。对照组中，分泌细胞占杯状细胞约25%；PEDV减少至约13%，而SIV增加至约32%。一致地，RT-qPCR确认PEDV下调和SIV上调AGR2、CLCA1、FCGBP。因此，SIV增强而PEDV抑制肠道杯状细胞黏液分泌—差异 likely 导致其 distinct 肠道感染谱。

PEDV Induces the Formation of Goblet Cell-Associated Antigen Passages (GAPs) in Small Intestinal Goblet Cells.

PEDV感染仔猪scRNA-seq显示强烈诱导与GAP形成相关基因，包括胆碱能受体毒蕈碱3（CHRM3）、PI3K-AKT、肌动蛋白聚合、微管运输和内吞通路。GAPs通常递送可溶性膳食抗原促进免疫耐受，可在体内用荧光葡聚糖示踪剂可视化。

研究PEDV是否诱导小肠GAPs，建立口服感染48小时后仔猪肠道结扎模型，注射10 kDa FITC标记葡聚糖。共聚焦和透射电镜显示FITC-葡聚糖定位于PEDV感染肠道中Muc2阳性杯状细胞，表明GAP形成。此外，与小鼠不同，其中可溶性抗原通过肠道GAPs运输部分在溶酶体降解，部分运输至高尔基体进行 transcytotic 释放，发现在仔猪肠道杯状细胞中，几乎所有通过GAPs运输的可溶性抗原均导向高尔基体，表明仔猪肠道中GAPs拥有更高效 transcytotic 运输能力。值得注意的是，PEDV颗粒也与GAP阳性杯状细胞中FITC-葡聚糖共定位，暗示PEDV通过GAPs直接运输至固有层。进一步实验显示PEDV早在2 hpi快速诱导GAP形成，而SIV不。既无灭活PEDV也无疫苗株能够诱导GAP表达。

PEDV Drives the Formation of Small Intestinal GAPs through Acetylcholine (ACh)-CHRM3 Signaling.

肠道GAP形成受ACh、微生物感应和炎症介质等因素调控。小鼠中，膳食抗原通过ACh-CHRM4信号诱导GAPs。本研究中，尽管CHRM4未在猪小肠杯状细胞检测到，但观察PEDV感染后CHRM3转录增加18倍。

研究猪杯状细胞中CHRM3激活是否 required for PEDV诱导GAP形成，使用特异性拮抗剂抑制CHRM3活性。 both 阿托品，广谱CHRM拮抗剂，和4-DAMP，CHRM3特异性拮抗剂，显著抑制PEDV感染仔猪中GAP形成。确定ACh是否贡献PEDV诱导GAP形成，测量感染后小肠中ACh分泌。PEDV感染显著增加2 hpi ACh分泌。同时，胆碱乙酰转移酶（ChAT），ACh合成关键酶，活性和转录在PEDV感染仔猪中显著增加。此外，外源ACh诱导GAPs，而乙酰胆碱酯酶处理阻断PEDV诱导GAPs，表明PEDV通过刺激ACh释放和激活杯状细胞中CHRM3驱动GAP形成。ChAT转录本FISH用于识别肠黏膜中ACh主要来源，揭示PEDV感染仔猪中显著上调，ChAT阳性细胞主要位于黏膜下层。

PEDV Promotes the Release of ACh from Small Intestinal Nerve Cells, Thereby Inducing the Formation of Small Intestinal GAPs.

肠道中，ACh主要由T、簇和神经细胞产生，神经细胞主要位于黏膜下。研究PEDV感染后ACh生产是否来自神经细胞，分离2 hpi仔猪小肠总黏膜细胞进行单核RNA测序（snRNA-Seq）。t-SNE分析将这些细胞聚类为15个 distinct 亚群，包括上皮、杯状和神经细胞。值得注意的是，神经细胞丰度PEDV感染后显著增加，伴随神经元激活相关基因（NRG1、NRP1、DCLK1）显著上调。SnRNA-seq进一步揭示猪小肠神经细胞特异性表达ELAVL3和ENO2，通过合成靶向这些基因FISH探针确认。PEDV感染仔猪中，ChAT转录主要定位于黏膜下神经细胞，具有高ELAVL3和ENO2表达。

由于利多卡因，局部麻醉剂，阻断钠离子通道从而抑制肠道神经信号，预处理仔猪小肠 with 2% 利多卡因 before PEDV接种。利多卡因预处理显著减少感染后ACh水平并抑制PEDV诱导GAP形成。这些结果表明PEDV感染激活黏膜下神经细胞，促进ACh分泌，并随后诱导仔猪小肠中GAP形成。

PEDV-Induced Nerve Cell ACh Secretion Is Modulated by Endocrine 5-HT Release and Nav1.8 Nociceptor Activation.

生理条件下，上皮衍生神经递质如5-HT是肠道神经元激活经典调节剂。本研究显示PEDV感染触发仔猪小肠中快速5-HT分泌，早在2 hpi，与GAPs快速形成平行。澄清5-HT在PEDV诱导GAP形成中的作用，仔猪预处理 with 4-chloro-l-phenylalanine（L-PCPA，5-HT合成抑制剂）和昂丹司琼（5-HT受体拮抗剂）。两种处理均显著减少小肠黏膜中ACh水平并抑制PEDV诱导GAP形成。

肠道5-HT主要由簇和肠内分泌细胞合成和释放，它们作为哨兵细胞响应多种刺激通过释放神经递质如5-HT。该机制对调节神经元激活和维护肠道稳态至关重要。PEDV感染仔猪单细胞测序数据显示簇和肠内分泌细胞上调代谢和生物合成通路。然而，仅肠内分泌细胞显示显著MAPK和雌激素通路激活，与5-HT合成强相关。此外，这些细胞显示关键5-HT合成基因TPH1和DDC表达显著增加。单细胞转录组学揭示猪小肠肠内分泌细胞特异性表达ChgA。 accordingly，进行ChgA和5-HT双重染色，证明ChgA阳性肠内分泌细胞在小肠中一致表达5-HT。 collectively，这些发现表明肠内分泌细胞衍生5-HT对激活PEDV感染小肠中黏膜下神经元至关重要， thereby facilitating GAPs形成。

除5-HT介导的“间接激活”机制外，肠道神经元通过各种受体直接感知管腔环境。本研究使用选择性拮抗剂AMG517和A803467阻断伤害感受器TRPV1和Nav1.8，研究它们在PEDV诱导仔猪小肠GAPs形成中的作用。结果显示TRPV1阻断对PEDV感染仔猪肠道GAPs数量无显著影响，而Nav1.8抑制显著抑制PEDV诱导GAP形成。

Intestinal GAPs Are Essential in PEDV Induced Intestinal Mucosal Damage.

生理条件下，GAPs诱导对膳食抗原免疫耐受。然而，当黏液屏障受损或未成熟时，病原体如沙门氏菌和李斯特菌可利用GAPs突破上皮，引起急性炎症。新生儿中，母乳衍生EGF激活杯状细胞中EGFR减少胆碱能敏感性并抑制GAP形成。本研究发现PEDV感染显著抑制2 hpi内杯状细胞中EGFR磷酸化，表明PEDV通过黏膜下神经元激活诱导GAP形成并破坏抑制GAPs关键信号通路。

评估PEDV诱导GAPs是否促进细菌易位，使用表达mCherry大肠杆菌仔猪结扎肠 loop 模型。PEDV感染后，细菌优先进入GAP阳性杯状细胞。尽管上皮紧密连接完整，细菌浸润固有层，增加脂多糖（LPS）水平。scRNA-seq和FISH显示PEDV上调TLR2，激活巨噬细胞TNF和NF-κB通路，并升高IL-1β、IL-18和IL-6。用4-DAMP阻断GAPs减少细菌负荷、LPS水平、IL-1β分泌和巨噬细胞中TLR2转录。这些发现表明PEDV在新生仔猪中快速诱导GAPs，使细菌易位至固有层而不破坏上皮紧密连接， thereby initiating 局部炎症。

进行攻毒实验检查GAP抑制对PEDV致病性影响。临床观察显示用4-DAMP药理学抑制GAP形成显著减少PEDV诱导仔猪疾病严重度。DMSO组中，水样腹泻（评分2至3）出现在1 dpi，2 dpi起峰值，伴随严重食欲丧失、嗜睡、呕吐（3至4 dpi≥2次/天）和进行性体重减轻（5 dpi约22%）。相反，4-DAMP处理仔猪仅发展轻度、延迟腹泻（评分≤2），保留食欲和活动，最小短暂体重减轻（2 dpi约3%），并快速恢复。模拟接种仔猪在整个研究中保持临床正常，无腹泻、体重减轻或行为变化迹象。尸检显示DMSO处理仔猪肠壁变薄、管腔液体积聚和严重绒毛萎缩伴随固有层红细胞浸润，而4-DAMP处理动物病变较轻且绒毛 largely 完整。免疫荧光和RT-qPCR确认4-DAMP处理仔猪肠道中显著 fewer PEDV阳性细胞和较低病毒载量。这些结果表明GAP抑制减轻PEDV诱导肠道黏膜损伤并缓解临床症状。

广泛研究表明PEDV在新生仔猪中比传染性胃肠炎病毒（TGEV）或猪丁型冠状病毒（PDCoV）更具致病性，死亡率高达100%。使用相同病毒剂量和观察间隔口服感染模型，观察PEDV感染仔猪更早和更严重疾病。所有三种病毒引起严重水样腹泻（评分3），但 onset 仅PEDV在1 dpi，而TGEV和PDCoV在2 dpi。体重减轻PEDV感染动物最大。组织病理学显示PEDV感染肠道更广泛绒毛萎缩和脱落，而TGEV和PDCoV仅产生轻度病变。肠道结扎实验确认既无TGEV也无PDCoV诱导GAP形成，表明PEDV触发GAPs能力可能贡献其新生仔猪中高度致病性。

Discussion

当前病毒黏膜感染研究聚焦支持病毒进入和复制的“易感细胞”，而忽视非易感细胞—如上皮、固有层和免疫细胞—在调控定植和致病性中的作用。本研究比较呼吸道病毒（SIV）和肠道病毒（PEDV）的鼻黏膜感染。两者均感染NECs，但PEDV引起短暂、局部感染，而SIV有效复制和传播。scRNA-seq显示纤毛细胞—主要初始靶标—表达两种病毒的进入受体和蛋白酶，表明感染结果差异不仅由易感细胞决定。

虽然SIV和PEDV未显著改变鼻黏膜整体免疫细胞组成，但它们触发 distinct 黏膜免疫反应。SIV诱导强先天反应，可能因其持续复制释放大量PAMPs，驱动DAMP和细胞因子生产并放大局部信号。相反，PEDV有限复制未能引起广泛组织损伤或炎症。SIV还采用免疫 evasion 策略—如下调干扰素α受体、抑制JAK-STAT信号和破坏干扰素刺激生长因子3形成—以避免抗病毒反应，解释其如何 elicit 强免疫激活同时维持定植。对PEDV，先天反应 largely 由上皮细胞介导，固有层激活最小，表明感染保持 restricted to 上皮区室。总体，这些结果突出NECs在塑造对SIV和PEDV黏膜免疫中的核心作用并提供线索 underlying 其不同鼻感染模式机制。

细胞通信分析显示PEDV感染增强循环基底、纤毛和杯状细胞间及其与其他上皮类型的相互作用，而SIV抑制它们。此类 crosstalk 对维持黏膜物理和化学屏障至关重要：基底细胞介导修复，纤毛细胞清除病原体，杯状细胞分泌保护性黏液。虽然SIV在鼻黏膜持久存在，但其对基底和纤毛细胞影响弱于PEDV，与SIV tendency 定植上呼吸道 before 扩散至肺一致。PEDV下调细胞增殖和紧密连接基因，表明上皮屏障损害尽管无效感染，并上调纤毛形成和运动基因。 while 增加纤毛活动通常促进清除，一些病毒可利用纤毛感染，表明PEDV诱导纤毛细胞转录重编程值得进一步研究。

鼻杯状细胞转录变化与SIV和PEDV黏膜感染模式紧密相关。体内，PEDV增强黏液分泌，帮助早期病毒清除，而SIV抑制它，促进传播。虽然鼻黏液是关键呼吸道防御，但其抗病毒功能未完全定义。发现猪鼻黏液包含补体C3、半乳糖凝集素、serpin、转铁蛋白和calpain-1，它们通过阻断受体结合、减少后代感染性和招募免疫细胞中和两种病毒。给定猪肠道中杯状细胞分泌黏液也展示 potent 抗病毒活性，检查肠道并观察相似模式：PEDV抑制黏液维持复制，而SIV诱导它限制感染。因此，杯状细胞功能关键塑造PEDV和SIV在不同黏膜位点结果。杯状细胞通过模式识别受体（Toll样受体、NOD样受体、RIG-I）检测病原体，它们诱导黏液蛋白表达和病原体清除。PEDV鼻黏膜感染未激活这些受体但诱导免疫细胞中IL-17和IL-22表达，通过JAK-STAT3和MAPK通路促进黏液合成，表明间接调控。相反，SIV抑制NF-κB、PI3K-AKT和ROS通路 which 涉及鼻杯状细胞中黏液蛋白转录和分泌；单细胞数据表明它能进入这些细胞， though 直接操纵未证明。值得注意的是，发现PEDV通过抑制NOD样受体信号和黏蛋白合成通路显著抑制肠道杯状细胞分泌。先前研究采用新生仔猪感染模型和猪肠道类器官证明杯状细胞易感PEDV感染。因此，PEDV可能 upon 杯状细胞感染调制这些通路， though 确切机制仍不清楚。还观察口服PEDV攻毒后杯状细胞中凋亡和坏死凋亡相关通路强激活，解释感染早期绒毛和隐窝区域这些细胞快速耗竭。 collectively，这些发现突出PEDV采用多种策略—包括抑制黏液分泌和诱导杯状细胞死亡—损害肠道黏液屏障并加剧新生仔猪致病性。

除抑制肠道杯状细胞黏液分泌外，PEDV还激活杯状细胞信号通路促进GAP形成。正常条件下，GAPs递送膳食和共生抗原至固有层中CD103⁺树突状细胞，诱导Foxp3⁺ Treg分化并维持肠道免疫耐受。虽然病原体如沙门氏菌和李斯特菌可利用GAP介导 transcytosis 入侵黏膜，但杯状细胞通常通过MyD88依赖通路感知微生物并通过EGFR信号抑制GAP形成，尤其在新生儿肠道。观察健康新生仔猪肠道中无GAPs，但PEDV在感染早期快速诱导它们，可能通过抑制杯状细胞中EGFR磷酸化。口服PEDV感染12 hpi，上皮屏障保持完整， yet 细菌通过PEDV诱导GAPs易位至固有层，触发巨噬细胞介导炎症。阻断GAP形成显著减少细菌负荷、炎症和PEDV复制。病毒感染的严重性和临床结果常受继发细菌感染显著影响，它们可能比病毒本身更多贡献死亡率。著名例子是1918西班牙流感大流行，其中大多数死亡由继发细菌肺炎引起。类似地，老年住院或ICU入院RSV感染患者中，继发细菌感染增加死亡率风险约两至三倍。此外，轮状病毒或其他肠道病毒诱导婴儿腹泻常因继发沙门氏菌或致病性大肠杆菌感染变得严重，导致肠结肠炎、败血症和显著增加死亡率。值得注意的是，虽然SARS-CoV-2中细菌共感染发生率相对低，但多队列研究显示当 superinfections 发生时医院和ICU死亡率显著更高。基于这些发现，假设PEDV感染新生仔猪肠道不仅是“局部复制–传播”过程。通过诱导早期GAP形成，PEDV使肠道细菌易位至固有层，触发炎症和屏障破坏促进进一步病毒感染和传播。相反，SIV和其他猪肠道冠状病毒如TGEV和PDCoV不诱导GAP形成。临床和实验证据一致显示PEDV在新生仔猪中比这些病毒显著更高肠道致病性，死亡率高达100%，表明GAP诱导是其毒力关键机制。虽然TGEV不诱导GAPs，但它能通过其刺突蛋白的唾液酸结合活性结合杯状细胞上黏蛋白型糖蛋白，防止 peristalsis 清除并使穿透黏液屏障感染上皮细胞。这些发现突出肠道病毒利用杯状细胞进行黏膜感染的多样策略并强化其在肠道致病性中的 pivotal 作用。

与小鼠小肠杯状细胞不同，其需要CHRM4激活 for GAP形成，仔猪空肠杯