免疫受体TLR4和SLAMF1调节人类巨噬细胞中人偏肺病毒（hMPV）释放肿瘤坏死因子（TNF）的过程

《Frontiers in Immunology》：The immune receptors TLR4 and SLAMF1 regulate TNF release by human metapneumovirus in human macrophages

HMPV通过激活TLR4/SLAMF1-p38 MAPK轴诱导早期TNF分泌，而SLAMF1对后期IFN-β产生起调控作用，抑制此通路可显著降低炎症反应。

　　人类副流感病毒（HMPV）是一种重要的病原体，主要引起儿童、老年人以及免疫功能低下人群的急性呼吸道疾病，如支气管炎、肺炎或哮喘和慢性阻塞性肺病的加重。尽管促炎性细胞因子和I型干扰素（IFNs）在抗病毒防御中起着关键作用，但过量的肿瘤坏死因子（TNF）与HMPV及其他呼吸道感染的严重疾病有关。因此，明确HMPV诱导TNF和IFN-β的调控机制对于开发针对气道疾病的治疗策略至关重要。Toll样受体4（TLR4）和信号淋巴细胞活化分子家族1（SLAMF1）是介导对脂多糖（LPS）和革兰氏阴性细菌反应的免疫调节受体，但它们在HMPV刺激下的细胞因子表达中的作用尚不清楚。

本研究通过分析人类单核细胞来源的巨噬细胞（MDMs）和THP-1巨噬样细胞中TNF和IFNB1的表达动力学，探讨了TLR4和SLAMF1在HMPV诱导细胞因子表达中的作用。通过在THP-1细胞中进行TLR4或SLAMF1的过表达或敲除，以及在MDMs中进行SLAMF1或TLR4的沉默，我们评估了这些受体对TNF、IFNB1和p38 MAPK的影响。结果显示，TLR4敲除显著降低了HMPV诱导的TNF表达，但对IFNB1无明显影响；而SLAMF1沉默则同时降低了两种细胞因子的表达。过表达TLR4或SLAMF1增强了p38 MAPK的激活和TNF的分泌，而沉默这些受体则降低了p38 MAPK的激活和TNF的分泌。使用p38 MAPK抑制剂后，TNF和IFNB1的表达均被显著抑制，这表明p38 MAPK在细胞因子诱导中起着关键作用。

这些发现揭示了TLR4和SLAMF1在HMPV诱导的早期炎症反应中的关键调控作用，特别是通过p38 MAPK信号通路。此外，SLAMF1还影响IFN-β的反应，并可能参与病毒复制动态的调控。这些结果为通过靶向SLAMF1-TLR4信号通路来限制HMPV感染中TNF驱动的病理反应提供了新的治疗策略思路。

HMPV感染通常会引起肺部细胞的炎症反应，其中肺泡巨噬细胞和树突状细胞是主要的靶细胞。肺泡巨噬细胞不仅能够通过产生I型干扰素和促炎性细胞因子来启动免疫反应，还可能在病毒清除中起到重要作用。在多种病毒感染中，包括HMPV、RSV、流感病毒和SARS-CoV-2，巨噬细胞在调节免疫平衡和疾病严重程度方面发挥着核心作用。巨噬细胞作为强效的TNF生产者，尤其在炎症条件下和对PAMPs的反应中表现出显著的TNF分泌能力。TLR4在细菌和LPS引发的TNF诱导中至关重要，但尽管TNF在抗病毒防御中是关键的促炎性细胞因子，它也可能导致过度炎症和急性肺损伤，这在流感病毒和SARS-CoV-2感染中已有报道。我们和他人的研究也表明，HMPV感染伴随鼻咽吸出物和血清中TNF水平的升高，这些水平与住院儿童的疾病严重程度相关。

随着越来越多的病毒被发现通过TLR4诱导炎症反应，包括RSV、SARS-CoV-2、埃博拉病毒、流感病毒和HMPV，TLR4在病毒感知中的作用日益受到关注。TLR4能够通过识别病毒表面糖蛋白和启动下游信号传导来驱动促炎性细胞因子的产生。对于RSV和SARS-CoV-2，过度的TLR4信号传导已被认为与肺部病理和疾病严重程度有关。我们之前的研究显示，SLAMF1在人类巨噬细胞中增强TLR4介导的TNF和IFN-β诱导，而SLAMF1在HMPV诱导的TNF和IFN-β表达中的作用尚未被研究。因此，本研究旨在探讨TLR4和SLAMF1在HMPV感染中对TNF和IFN-β表达的调控作用。

在实验方法上，我们使用了人类单核细胞来源的巨噬细胞和THP-1细胞作为模型系统。THP-1细胞因其易于进行基因操作而被广泛用于研究免疫反应。然而，由于THP-1细胞和MDMs在转录反应上的差异，我们首先比较了这两种细胞类型在HMPV感染中的TNF和IFNB1表达。结果表明，HMPV感染在THP-1细胞和MDMs中均能诱导TNF的表达，但其时间动力学不同，MDMs中的TNF表达更为持久。此外，HMPV还诱导了SLAMF1的表达，MDMs中的SLAMF1表达水平显著高于THP-1细胞。

进一步的实验显示，TLR4的敲除显著降低了THP-1细胞中HMPV诱导的TNF表达，但对IFNB1无影响。同时，TLR4的过表达增强了HMPV诱导的TNF和IFNB1表达。这可能与替代的模式识别受体（PRRs）如DC-SIGN在TLR4缺失时的补偿作用有关。SLAMF1的过表达则显著增强了HMPV诱导的p38 MAPK激活和TNF分泌，但对IFNB1表达影响有限。这些结果表明，SLAMF1在THP-1细胞和MDMs中均能增强HMPV诱导的p38 MAPK激活和TNF表达，但对IFNB1的影响在不同细胞类型中存在差异。

在MDMs中，TLR4和SLAMF1的沉默均显著降低了HMPV诱导的TNF表达，但仅SLAMF1沉默对IFNB1表达有影响。此外，SLAMF1沉默还导致HMPV病毒核衣壳蛋白（HMPV-N）的表达减少，这可能与SLAMF1在病毒摄入或复制中的作用有关。尽管SLAMF1已被提议作为麻疹病毒的受体，其在病毒摄入机制中的作用如巨噬吞噬作用也已被报道，但本研究中并未直接探讨HMPV的进入机制，因此这一发现值得进一步研究。

研究还表明，p38 MAPK在HMPV诱导的TNF和IFNB1表达中起着关键作用。无论是THP-1细胞还是MDMs，p38 MAPK的抑制均显著降低了这两种细胞因子的表达。这表明p38 MAPK不仅参与TLR4驱动的早期TNF诱导，还可能在后期通过RIG-I样受体（RLRs）信号通路影响IFN-β的产生。这一发现与Sendai病毒的研究结果一致，其中p38 MAPK在后期IFN-β的产生中起辅助作用。

综上所述，本研究揭示了HMPV感染中TLR4和SLAMF1在调控TNF和IFN-β表达中的关键作用。TLR4和SLAMF1共同促进早期p38 MAPK的激活和TNF的诱导，而SLAMF1还可能影响后期IFN-β的表达。这些发现为通过调控TLR4-SLAMF1-p38 MAPK信号通路来减轻HMPV感染引起的过度炎症和免疫病理提供了新的治疗策略。未来的研究可以进一步探索针对这一信号通路的药理学调节方法，以期在HMPV感染的临床治疗中取得更好的效果。