重建宿主-病原体相互作用：基于曲霉病芯片模型的巨噬细胞与其他免疫细胞间细胞间网络分析

《microLife》：Reconstructing host-pathogen interactions: analysis of the intercellular network of macrophages and other immune cells within an Aspergillosis-on-chip model

　　

摘要

对人致病真菌烟曲霉可引起危及生命的感染，尤其是免疫抑制或中性粒细胞减少的血浆恶性肿瘤患者。人体抗真菌免疫反应主要依赖于中性粒细胞，并由巨噬细胞提供支持，而非常规淋巴细胞如自然杀伤（NK）细胞和黏膜相关不变T（MAIT）细胞的作用仍知之甚少。因此，我们使用先进的微流控"侵袭性曲霉病芯片"（IAC）模型，在类似人体组织的三维环境中，研究了各种免疫细胞类型与巨噬细胞组合的协同抗真菌反应。IAC模型最初纳入单核细胞衍生的巨噬细胞，通过灌注原代中性粒细胞、NK细胞或MAIT细胞进行隔夜感染实验以增强该模型。在该模型中，仅当巨噬细胞和中性粒细胞同时存在时，才能阻止烟曲霉的菌丝生长。然而，在中性粒细胞减少的患者情景中，检测到了不受控制的增长。我们观察到固有免疫细胞之间的重要相互作用，如分生孢子穿梭和代谢转化，并伴随IL-1β和TNFα等细胞因子水平升高。重要的是，应用于IAC模型血管腔室的NK细胞显著减少了菌丝长度，确认了其抗真菌活性。类似地，MAIT细胞在足够高的数量下减少了菌丝生长和分支，尽管这种作用取决于对核黄素衍生抗原的识别，如烟曲霉ΔriboB突变株无反应所示。总之，我们的研究结果表明，先进的IAC模型是解析人体抗真菌免疫的有力工具。巨噬细胞与其他免疫细胞之间观察到的相互作用，凸显了针对烟曲霉的多层次防御策略的重要性。