文章簡介

這篇來自于美國俄亥俄州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的文章向我們揭示了CF患者容易發(fā)生反復(fù)感染的重要原因。研究表明線粒體功能障礙導(dǎo)致 CF 巨噬細(xì)胞殺菌能力受損，由于無法有效清除病原體，使得 CF 患者易發(fā)生反復(fù)感染。

囊性纖維化（Cystic Fibrosis，CF）是一種常見的致死性單基因遺傳病，由囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（CFTR）基因突變所致。主要會(huì)影響到人體的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等。CF 患者肺部疾病嚴(yán)重影響正常的生活質(zhì)量與壽命。

巨噬細(xì)胞是一種存在于人體組織和血液中的重要免疫細(xì)胞，在免疫防御中起關(guān)鍵作用，但其免疫代謝通路在 CF 中的變化尚不明晰。線粒體作為細(xì)胞能量工廠，在巨噬細(xì)胞免疫防御通路中至關(guān)重要。既往研究表明 CF 上皮細(xì)胞線粒體存在缺陷，但是線粒體功能缺陷與CF巨噬細(xì)胞免疫失調(diào)之間的關(guān)系尚未完全闡明，本研究主要目的是對(duì) CF 巨噬細(xì)胞線粒體功能障礙進(jìn)行研究。

在本研究中，研究人員選用野生型（wt）和攜帶 F508del/F508del 突變的 CF 小鼠巨噬細(xì)胞來模擬人類 CF 疾病狀態(tài)。在基礎(chǔ)狀態(tài)及感染洋蔥伯克霍爾德菌（Burkholderia cenocepacia）后，運(yùn)用 Seahorse 細(xì)胞能量分析儀測定巨噬細(xì)胞線粒體功能，借此評(píng)估 CF 巨噬細(xì)胞線粒體在基礎(chǔ)狀態(tài)及感染后的能量供應(yīng)能力變化。另外，通過透射電子顯微鏡和共聚焦顯微鏡研究 CF 巨噬細(xì)胞線粒體形態(tài)在感染前后的改變。最后，分別使用 TMRM 和 MitoSOX Red 熒光染料檢測 MMP 和 mROS，以此量化 CF 巨噬細(xì)胞在感染前后線粒體膜電位及活性氧生成的差異。

結(jié)果表明，無論是基礎(chǔ)狀態(tài)還是感染洋蔥伯克霍爾德菌后，CF 巨噬細(xì)胞的氧消耗均顯著受損，這表明 CF 巨噬細(xì)胞線粒體的呼吸功能存在缺陷。另外，感染洋蔥伯克霍爾德菌后，CF 巨噬細(xì)胞線粒體碎片化明顯增加，線粒體膜電位升高及 mROS 生成受損。

綜上研究，CF 巨噬細(xì)胞中鑒定出的線粒體缺陷是其對(duì)感染反應(yīng)的關(guān)鍵組成部分，這些缺陷表明線粒體功能障礙導(dǎo)致 CF 巨噬細(xì)胞殺菌能力受損。由于無法有效清除病原體，使得 CF 患者易發(fā)生反復(fù)感染。該研究增進(jìn)了對(duì) CF 病理生物學(xué)的理解，為 CF 治療提供了新思路。線粒體有望成為新的治療靶點(diǎn)，未來可通過調(diào)節(jié)線粒體功能改善 CF 巨噬細(xì)胞免疫功能，為解決 CF 患者慢性感染和炎癥問題提供可能。

文章中，利用美谷分子（Molecular Devices）的SpectraMax i3x多功能檢測平臺(tái)，在548/574 nm處，對(duì)TMRM熒光信號(hào)進(jìn)行讀取；在510/580 nm處測定MitoSOX的熒光；在485/515 nm處測定DCFDA的熒光；并使用SpectraMax MiniMax 300細(xì)胞成像模塊進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)，在一臺(tái)儀器上獲取定量結(jié)果及細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果，大大提高實(shí)驗(yàn)檢測效率。文章具體結(jié)果展示如下圖：

論文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33208300/

SpectraMax i3x 多功能檢測平臺(tái)除了具有全波長光吸收、全波長熒光、全波長化學(xué)發(fā)光檢測功能以外，還兼容了模塊化升級(jí)功能，支持 Western Blot、細(xì)胞成像及帶有注射器模式下的快速動(dòng)力學(xué)檢測等。從成像分析細(xì)胞密度和不同處理?xiàng)l件下細(xì)胞活力的變化到對(duì)核酸及利用 Western Blot 方法對(duì)蛋白進(jìn)行定量分析，僅需一臺(tái)儀器即可以實(shí)現(xiàn)所有需求。

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