人类鼻类器官维持可重复的气道上皮分化及流感病毒-宿主固有免疫相互作用

《Journal of Translational Medicine》：Human nasal organoids sustain reproducible airway epithelial differentiation and influenza virus-host innate immune interaction

　　摘要背景：人鼻上皮细胞（NECs）的培养物是研究免疫反应的良好替代模型。三维（3D）类器官已成为鼻上皮的替代物，为模拟呼吸道病毒感染提供了强大的平台。我们旨在生成人鼻上皮类器官，并确定其作为气-液界面（ALI）培养和甲型流感病毒（IAV）感染的体外模型的细胞特性。方法：从接受鼻部手术的 healthy donors 获得原代人鼻黏膜组织，使用基质胶基三维培养建立了鼻上皮细胞（NEC）类器官。通过组织学、免疫染色、电子显微镜和定量实时PCR对分化的NEC类器官和气-液界面（ALI）培养进行表征，随后进行甲型流感病毒（A/WS/33, H1N1）感染试验。此外，进行单细胞RNA测序（scRNA-seq）以分析NEC类器官的细胞异质性和分化轨迹。结果：我们成功使用基质胶基三维培养系统开发了重现人鼻上皮结构特征和细胞组成的人鼻上皮类器官。组织学结果、实时PCR和单细胞RNA测序（scRNA-seq）显示，类器官由七种不同的细胞类型组成，并且细胞组成存在差异。类器官中基底祖细胞的比例明显较高，而纤毛细胞不那么占主导地位。与传代（P）2为上限的ALI培养不同，类器官表现出成功的后续传代，直至P5。我们的数据确定NEC类器官是甲型流感病毒感染的合适体外模型，并显示甲型流感病毒感染后干扰素（IFNs）和干扰素刺激基因的mRNA水平急剧升高。结论：本研究结果表明，人鼻上皮类器官可作为强大的体外模型，成功重现鼻上皮的生物学特征，并且可以是探索流感感染后不同干扰素相关先天免疫反应的合适工具。