双链 RNA 通过 TLR3 通路介导气道基底祖细胞屏障功能障碍与分化改变

《BMC Molecular and Cell Biology》：Double-stranded RNA sensing in airway basal cells impairs subsequent epithelial barrier formation via TLR3/TRIF

　　

摘要

背景

双链病毒RNA会破坏气道上皮屏障；然而，它对基底祖细胞的特定影响仍不清楚。在本研究中，我们使用Toll样受体3（TLR3）配体聚肌苷酸：聚胞苷酸（poly I:C）刺激未分化的正常人支气管上皮细胞和VA10细胞（这两种细胞具有基底细胞的功能）。随后，将这些细胞培养在气液界面（ALI）中，以评估气道上皮屏障的完整性并进行全基因表达分析。

结果

poly I:C的刺激显著降低了跨上皮电阻，并减少了与屏障相关的基因表达。通过沉默TLR3或含有TIR结构域的干扰素-β诱导适配器（TRIF）可以减轻这种屏障功能障碍。转录组分析在两个检测时间点发现了不同的基因表达模式。在第10天，重复的微阵列分析显示炎症相关和重塑相关基因的表达增加。在第3天，一项探索性的汇总分析（通过RT-qPCR在单独的非汇总孔中验证个别基因）显示干扰素刺激基因的表达增加，同时上皮分化和屏障形成所需的基因表达减少。

结论

在气道基底细胞中，双链RNA影响了后续的上皮屏障形成，且这种影响在暴露期间需要TLR3和TRIF的参与。两个检测时间点的转录变化有所不同：第3天出现抗病毒反应，表现为分化和屏障相关基因表达减少；而第10天则表现为炎症相关和重塑相关基因表达增加。作为需要直接验证的假设，我们提出在早期阶段，双链RNA的感知可能重新定向基底细胞的分化。这些发现提示了一种机制，即气道基底细胞中的双链RNA感知可能导致屏障持续脆弱。在将这一机制扩展到病毒感染之前，需要使用活的呼吸道病毒以及来自多个供体的原代细胞进行验证。