小鼠呼吸道病毒感染后上皮细胞记忆效应导致抗原提呈功能持续增强的机制研究

本研究通过小鼠模型揭示呼吸道合胞病毒(RSV)感染可诱导肺上皮细胞(LECs)产生持久表观遗传(H3K4me3/H3K27ac)和转录组改变，显著上调主要组织相容性复合体(MHC-I/II)表达并增强抗原摄取/处理能力。该发现为病毒感染后免疫记忆形成及呼吸道过敏疾病发展机制提供新见解。

　　

引言

呼吸道病毒感染与后续感染严重程度降低及过敏性疾病发展存在复杂关联。研究采用小鼠RSV感染模型，发现病毒感染可"印记"肺上皮细胞，导致持续的表型和功能改变。肺上皮细胞作为环境与宿主的界面，其长期存活特性使其可能保留炎症记忆，这为理解呼吸道疾病的免疫调控提供了新视角。

材料与方法

实验采用6周龄BALB/c和C57BL/6J小鼠，通过鼻内接种RSV A2株建立感染模型。28天后采用冷分散酶消化结合磁激活细胞分选(MACS)分离LECs。运用CUT&RUN技术分析表观遗传变化，NanoString和qPCR评估转录变化，流式细胞术检测MHC表达水平。创新性地建立了抗原摄取/处理速率测定体系，并利用OT-I转基因T细胞评估抗原提呈功能。

结果

表观遗传与转录组改变

RSV感染28天后，LECs出现166个H3K27ac和31个H3K4me3差异结合位点(DBS)，72%位于启动子区。基因本体分析显示这些改变主要影响MHC相关通路。NanoString检测发现19个差异表达基因中11个与MHC/抗原处理相关，包括新发现的_H2-DMb2基因启动子区H3K27ac修饰。

MHC表达动态变化

qPCR验证_B2m(MHC-I)和_H2-Ab1(MHC-II)等基因表达上调。共聚焦显微镜和流式检测显示MHC-I/II在气道和肺泡上皮持续高表达，且与感染严重程度正相关。值得注意的是，UV灭活病毒不能诱导该效应，证实需要活病毒感染。

LPS刺激增强效应

体内LPS刺激可进一步放大RSV诱导的MHC上调，但不改变TLR4表达水平。这种"二次打击"模型模拟了环境微生物暴露对过敏原提呈的影响，为理解呼吸道过敏恶化提供机制解释。

抗原处理功能提升

RSV经历使LECs抗原摄取率提高2.3倍，处理效率增加1.8倍。关键抗原处理基因_Psmb9(免疫蛋白酶体亚基)和_Tap1(抗原转运体)表达显著上调。OT-I T细胞共培养实验证实，RSV经历使LECs提呈SIINFEKL肽段的能力增强，诱导更多T细胞增殖和CD69⁺组织驻留记忆T细胞形成。

讨论

研究发现揭示了上皮细胞免疫记忆的新范式：RSV通过表观遗传重编程使LECs获得持久抗原提呈能力增强特性。在保护性免疫方面，MHC-I上调可能增强对后续病毒感染的抵抗；在病理方面，MHC-II持续高表达可能促进过敏原提呈。这种双重效应解释了呼吸道病毒感染与过敏疾病的复杂关联。

研究还发现菌群成分LPS可协同RSV效应，这与临床观察到的环境微生物暴露影响过敏性疾病进程的现象高度吻合。值得注意的是，BALB/c小鼠(Th2倾向)表现出MHC-II上调，而C57BL/6(Th1倾向)仅见MHC-I改变，提示细胞因子微环境对上皮记忆特性的调控作用。

这些发现为开发靶向上皮记忆的干预策略奠定基础，也为理解呼吸道病毒感染后的长期免疫影响提供新框架。未来研究可探索特定表观遗传修饰酶的抑制剂在调节上皮记忆中的应用价值。