코로나-19 mRNA 백신은 숙주 선천적 항바이러스 반응을 강화하여 식이 유발 비만 쥐의 SARS-CoV-2 Omicron BA.1 감염을 예방합니다

요약

배경

비만은 전 세계적으로 유행하는 질병이며 2019년 코로나바이러스감염증(COVID{1}})의 심각한 증상을 나타내는 위험 요소로 간주됩니다. 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)의 병원성과 비만 환자의 감염, 재감염 및 예방접종에 대한 숙주 반응은 아직 완전히 이해되지 않은 상태입니다.

행동 양식

식이 유발 비만(DIO) 마우스 모델을 사용하여 SARS-CoV-2 Alpha- 및 Omicron BA를 연구했습니다.1-유도된 질병 발현과 감염, 재감염 및 코로나에 대한 숙주 면역 반응{ {6}} mRNA 예방접종.

결과

날씬한 쥐와는 달리, Omicron BA.1과 Alpha는 DIO 쥐의 폐에서 비슷한 수준으로 복제되었으며 비슷한 수준의 조직 손상을 초래했습니다. 중요한 것은 SARS-CoV-2 감염 또는 COVID-19 mRNA 백신 접종에 대한 T 세포 및 B 세포 매개 적응 면역 반응이 모두 DIO 마우스에서 손상되어 재감염 경향이 높아지고 백신 접종률이 낮아진다는 것입니다. 효능. 그러나 중화 항체가 없음에도 불구하고 백신 접종된 DIO 마우스는 Omicron 공격 시 폐 손상으로부터 보호되며 폐 조직에서 훨씬 더 많은 IFN- 및 IFN- 생성이 동반됩니다. Lung RNAseq 및 후속 실험에서는 DIO 생쥐의 코로나-19 mRNA 백신 접종이 백신을 접종하지 않은 대조군과 비교했을 때 IFN- 발현을 포함한 항바이러스 선천 면역 반응을 강화한 것으로 나타났습니다.

시스탄체 식물의 면역 체계 증가

해석

우리 연구 결과에 따르면 코로나-19 mRNA 백신 접종은 적응 면역이 최적이 아닐 때 DIO 마우스를 어느 정도 보호하는 비만의 경우 숙주 선천적 항바이러스 반응을 향상시킵니다.

자금 조달

본 연구에 기여한 자금 지원 기관의 전체 목록은 감사의 글 섹션에서 확인할 수 있습니다.

키워드: 비만; 식이 유발 비만 마우스; 사스 코로나바이러스 2}}; 코로나19-19; 백신 접종; 오미크론

소개

코로나바이러스감염증 2019(COVID{1}})는 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스-2(SARS CoV{3}})에 의해 발생하며, 이로 인해 6억 3천만 건 이상의 감염이 발생하고 650만 명이 넘는 사망자가 발생했습니다.1 –3 고령, 고혈압, 비만, 특정 암, 심혈관 질환 등의 동반질환이 중증 코로나19 발병의 위험 요인으로 제시되었습니다.-194 이러한 질환 중에서 비만은 현재 전 세계적으로 유행하는 전염병으로 간주되며 유형과 관련이 있습니다. II 당뇨병, 심혈관 질환, 고혈압 및 비알코올성 지방간 질환은 만성 저등급 전신 염증 상태로 인해 발생합니다.5 이전 연구에서는 식이 유발 비만(DIO) 생쥐가 조절 장애가 있는 선천성 면역 반응을 보이고 심각한 폐 손상이 발생한 것으로 보고되었습니다. 유행성 인플루엔자 H1N1 감염.6–8 코로나{18}} 대유행이 발생한 이후 임상 보고서에 따르면 비만 관련 질환이 있는 사람은 코로나19에 걸릴 위험이 더 높고-19 중증 질환에 걸릴 가능성이 더 높습니다. 9,10 또한 최근 연구에 따르면 비만은 SARS-CoV-2 제거 지연 및 COVID{25}} 환자의 불량한 예후와 관련이 있는 것으로 나타났습니다.11 그러나 SARS-CoV-2 비만인의 재감염 및 예방접종에 대한 숙주의 반응은 아직 완전히 이해되지 않은 상태입니다.12 2019년 출현 이후 SARS-CoV-2는 계속 진화하여 우려되는 새로운 SARS-CoV-2 변종을 생성합니다( VOC)에는 Alpha, Beta, Gamma, Delta 및 Omicron이 포함됩니다. 이러한 VOC는 병인, 면역 회피 및 전염성을 집합적으로 조절하는 스파이크 및 기타 바이러스 단백질에 주요 돌연변이를 가지고 있습니다. 2021년 11월 말, SARS-CoV-2 Omicron BA.1이 남아프리카에서 처음 보고되었으며, 이는 2022년 초에 빠르게 확산되어 Delta를 대체하여 주로 유포된 SARS-CoV-2 변종이었습니다. Omicron BA .1에는 조상 SARS-CoV-2와 비교하여 스파이크에 30개 이상의 아미노산 변화가 포함되어 있어 병원성 감소, 전염성 증가13-17 및 백신 유발 면역 회피를 비롯한 고유한 바이러스학적 특징을 나타냅니다.18– 20 Omicron과 그 하위 계통은 이제 주요 SARS-CoV-2 변종이므로 비만 집단에서 Omicron 감염의 징후를 이해하는 것이 중요합니다. 가장 중요한 것은 비만 상태에서 코로나{54}} mRNA 백신 접종의 효과가 아직 불완전하게 연구되어 있다는 것입니다.

본 연구에서는 DIO 마우스를 동물 모델로 사용하여 SARS-CoV-2 발병, 재감염 및 코로나-19 mRNA 백신 매개 맥락에서 Alpha 및 Omicron BA.1의 발현을 시뮬레이션했습니다. 비만인의 보호. 첫째, 우리는 SARS-CoV-2가 마른 쥐보다 DIO 쥐에서 더 심각한 질병 결과를 초래한다는 것을 발견했습니다. 한편, 우리는 바이러스 감염이나 코로나{10}} mRNA 백신 접종에 의해 유도된 혈청 중화 항체 반응과 바이러스 특이적인 T 세포 인터페론 반응이 DIO 마우스에서 심각하게 약화되어 재감염에 대한 민감성이 더 높아지고, 마른 생쥐와 비교했을 때 DIO 생쥐의 코로나-19 mRNA 백신 보호 효과가 적습니다. 둘째, Omicron BA.1 감염은 날씬한 생쥐에서 질병을 약화시켰지만 DIO 생쥐에서는 Alpha와 유사한 심각한 질병을 일으켰습니다. 셋째, 우리는 두 가지 용량의 코로나-19 mRNA 백신 접종이 Omicron BA.1에 대한 혈청 중화 항체를 유도하지 못했지만 DIO 마우스에서 Omicron BA.1-유도된 폐 손상을 개선할 수 있음을 보여주었습니다. 폐 조직에 대한 전사체학 연구에 따르면 DIO 생쥐의 선천적 면역 항바이러스 반응은 백신 접종에 의해 크게 상향조절되었으며, 이는 코로나-19 mRNA 백신 접종이 숙주 선천적 항바이러스 면역을 강화하여 DIO 생쥐를 보호한다는 것을 나타냅니다. 전체적으로, 우리의 연구는 DIO 마우스의 SARS-CoV-2 Alpha 및 Omicron BA.1 감염, 재감염 및 COVID{23}} mRNA 백신 접종에 대한 중요한 지식을 밝혀냈습니다.

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행동 양식

윤리성명서

살아있는 SARS-CoV-2와 관련된 모든 실험은 표준 운영 절차에 따라 홍콩대학교(HKU) 미생물학과의 생물안전성 수준-3 시설에서 수행되었습니다. 모든 동물 실험 절차는 CULATR 5786-21에 따라 HKU 교육 및 연구에 살아있는 동물 사용 위원회의 승인을 받았으며 동물 사용 지침을 준수했습니다.

바이러스와 생물안전

SARS-CoV-2 B.1.1.7/Alpha(GISAID: EPI_ISL_1273444) 및 B.1.1.529.1/Omicron BA.1(GenBank: OM212469)18이 분리되었습니다. 홍콩의 실험실에서 확인된 코로나-19 환자로부터. Alpha 및 Omicron BA.1은 VeroE6-TMPRSS2 세포에서 배양 및 플라크 분석을 통해 적정되었으며 사용 전 -80oC에 보관되었습니다.

동물

C57BL/6N 마우스는 HKU의 비교 의학 연구 센터에서 구입하여 12-h 간격의 낮/밤 주기로 BSL- 2 동물 실험실에 보관했습니다.21 비만 유도는 이전에 설명한 대로 수행되었습니다. 6 3주령의 젖을 뗀 암컷 생쥐를 무작위로 2개의 그룹으로 나누고, 한 그룹에는 45 Kcal% 고지방식이(D12451, Research Diet Inc, New Brunswick, NJ)를 20주 동안 먹여 식이요법을 유도했습니다- 유도된 비만(DIO) 생쥐를 대상으로 하고, 대조군에는 마른 생쥐로서 13.2 Kcal% 식이가 포함된 표준 펠릿 사료(PicoLab Rodent Diet 20, LabDiet Code 5053, PMI)를 먹였습니다. 본 연구에 사용된 DIO 마우스의 평균 체중은 40-50g이었고 대조 마른 마우스 그룹은 25-30g이었습니다.

세포 배양 및 자극

폐포 대식세포(AM)는 기관지 폐포 세척(BAL)에 의해 분리되었습니다. 간략하게, 펜토바르비탈을 복강내 주사하여 마우스를 희생시킨 후, 폐를 1 mL의 차가운 PBS로 3회 세척하여 3 mL의 기관지폐포 세척액(BALF)을 얻었다. 같은 그룹에 속한 쥐의 BALF를 모으고 500×g에서 10분 동안 4°C에서 원심분리하여 침전된 세포를 수집하고 AM을 96-에 ​​50,{6}} 세포/웰의 밀도로 접종했습니다. 37℃, 5% CO2의 습한 대기에서 2시간 동안 RPMI 1640 및 1% 페니실린-스트렙토마이신에서 배양한 웰 플레이트에서 AM의 단층이 배양 플레이트에 부착될 수 있었고, 비부착성 세포는 PBS로 플레이트에서 세척되었으며 AM은 배양되었습니다. RPMI 1640 + 1% 페니실린-스트렙토마이신 및 10% 소태아혈청(FBS) 1ug/mL mRNA 백신, 100ug/mL 폴리(I:C) 또는 100ng/mL 스파이크 단백질 자극 유무에 관계없이 24시간 동안 .22 ELISA 테스트를 위해 상층액을 수집했습니다. 세포를 PBS로 철저히 세척하고 RNA 추출을 위해 수확했습니다.

생쥐의 Alpha 및 Omicron BA.1 챌린지

케타민(100mg/kg)과 자일라진(10mg/kg)23으로 마취한 DIO 및 마른 생쥐는 20ul 인산염 완충 식염수(PBS)에 희석된 103 PFU의 Alpha 또는 Omicron BA.1을 비강 내 접종했으며, 대조 생쥐는 동일한 양의 PBS를 접종했습니다. 감염된 생쥐의 체중과 증상을 14일 동안 모니터링했으며, 질병의 증상에는 주름진 털, 구부정한 자세, 호흡 곤란 등이 포함되었으며 각 징후에 1점을 부여했습니다. 감염 후 2일 및 4일(dpi)에 펜토바르비탈을 복강 내 주사하여 마우스를 희생시켰고, 각 그룹의 3~6마리의 마우스를 안락사시켜 바이러스학적, 조직병리학적 및 면역학적 평가를 위해 혈액 샘플, 폐 및 비갑개 조직을 채취했습니다. 평가를 위해 각 마우스의 폐 샘플을 수집했습니다. 그림 패널의 각 데이터 점은 한 마우스의 결과를 나타냅니다.

예방접종 절차

마우스를 무작위로 그룹으로 나누고 14-일 간격으로 2회 분량의 코로나-19 mRNA 백신 접종(BNT162b2, 로트 번호 1B004A, BioNTech, 독일)을 실시했습니다. 이 백신은 조상 SARS-CoV-2 전체 길이를 암호화하는 지질 나노입자로 제형화된 뉴클레오시드 변형 mRNA를 기반으로 합니다. DIO와 마른 쥐에게 대조군으로 50ul(5ug)의 코로나{13}} mRNA 백신 또는 일반 식염수를 근육 주사했습니다.24,25 첫 번째 백신 접종 후 14일째에 혈액 샘플을 수집한 후 제공했습니다. mRNA 백신의 두 번째 접종. 두 번째 투여 후 14일째에 항체 반응 평가를 위해 혈액 샘플을 수집했습니다. 이후 마우스에게 103 PFU의 Alpha 또는 Omicron BA.1을 비강내 접종했습니다. 2dpi에서, 펜토바르비탈을 복강내 주사하여 마우스를 희생시키고, 바이러스학적, 조직학적 및 면역학적 평가를 위해 혈액 샘플, 폐 및 비갑개 조직을 포함한 샘플을 수집했습니다. 폐 조직을 세 부분으로 분리하고, 왼쪽 폐를 조직학적 평가를 위해 수확하고, 오른쪽 폐의 꼬리엽을 폐 균질액으로 수집하고, 오른쪽 폐의 나머지 부분을 RNA 추출용으로 사용했습니다.

폐 및 비갑개 조직의 SARS-CoV-2 유전자 카피 및 감염성 바이러스 역가 측정

Alpha 및 Omicron BA.1 감염이 있는 생쥐의 폐 및 비갑개(NT) 조직에서 총 RNA를 MiniBEST Universal RNA 추출 키트(9766, Takara Bio Inc. Shiga, Japan)로 추출했습니다. SARS-CoV-2 RNA 의존성 RNA 폴리머라제(RdRp) 유전자 카피는 QuantiNova Probe RT-PCR 키트(208354, Qiagen)로 정량화되었습니다. SARS-CoV-2 RdRp 유전자 카피 검출을 위한 qRT-PCR과 표준화를 위한 하우스키핑 유전자 -actin은 LightCycler 96 시스템(Roche Applied Sciences, Indianapolis, USA)에서 수행되었습니다.21 감염성 바이러스 적정을 위해, Alpha 및 Omicron BA.1에 감염된 폐(오른쪽 폐의 꼬리 엽) 및 NT 조직은 VeroE6-TMPRSS2 세포에서 50% 조직 배양 감염 용량(TCID50) 분석으로 수행되었습니다.26 균질액은 {{ 19}}배 연속 희석하고 96-웰 플레이트에서 VeroE6-TMPRSS2 세포와 함께 37°C 인큐베이터에서 1시간 동안 인큐베이션했습니다. 상청액을 버리고 세포를 37°C에서 72시간 동안 추가로 인큐베이션했습니다. 시간. 세포변성 효과(CPE)가 관찰되었으며 Reed & Munch 종말점 계산 방법으로 50% 조직 감염 역가를 결정했습니다.26

폐 및 비갑개 조직 절편의 조직병리학, 면역조직화학 및 면역형광 염색

포르말린 고정 및 파라핀 포매 조직 절편(각각 4μm)의 헤마톡실린 및 에오신(H&E) 염색을 통해 조직병리학적 변화가 관찰되었습니다. 폐의 조직병리학의 중증도는 폐울혈, 간질성 침윤, 폐포 침윤 및 출혈을 평가하여 완전 차폐 상태에서 점수를 매겼으며 이전에 설명한 대로 0-4점을 매겼습니다.26 다음 기준을 사용하여 점수를 매겼습니다. 0, 정상 폐 단면; 1, 혈관 울혈, 혈관주위 또는 세기관지주위 침윤; 2, 확산성 폐포벽 충혈 및 침윤이 있는 1에 추가로; 3, 공기 공간 침투, 삼출, 국소 폐포염의 출혈; 4, 미만성 폐포염이 관찰되었다. 면역조직화학 염색은 이전에 설명한 대로 DAB(3,3'-diaminobenzidine) 기질 키트(Vector Laboratories)를 사용하여 수행했습니다.28 간단히 말하면, ACE2 항원 검출을 위해 ACE2 재조합 토끼 단일클론 항체(MA5-32307, Invitrogen)를 사용했습니다. DAB 기판 키트를 이용하여 발색을 진행하였습니다. ACE2 단백질은 헤마톡실린으로 검출한 다음 VectaMount 영구 장착 매체(Vector Laboratories)를 사용하여 조직 절편을 검출했습니다. SARS-CoV-2 항원 발현을 위해 폐 및 NT 조직의 슬라이드를 토끼 항-SARS-CoV-2 뉴클레오캡시드 단백질(NP)의 내부 항체로 염색한 후 FITC의 2차 항체로 염색했습니다. – 결합된 염소 항토끼 IgG(65-6111, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). NP 채점에는 다음 기준이 사용되었습니다. 폐: "점수 0" - 형광 염색 신호 없음; "점수 1" - N 항원 양성 세포가 있는 1-3개의 기관지 상피에서만; "점수 2" - N 항원 양성 세포가 있는 기관지 상피가 3개 이상; "점수 3" - 인근 폐포에 소수의 양성 세포가 있는 기관지 상피; "점수 4" - N 항원 양성 세포가 있는 폐포의 다중 초점 또는 넓은 영역. NT: "점수 0" - 형광 염색 신호 없음; "점수 1" - 상피에 흩어져 있는 소수의 N 항원 양성 세포; "점수 2" - 인접한 세포에서 지속적으로 양성 N 항원 초점을 나타내는 상피; "점수 3" - 다른 영역에 분포된 상피 병소의 N 항원 양성이 더 많습니다. 이미지는 OLYMPUS CellSense Standard 소프트웨어가 포함된 Olympus BX53 반자동 형광 현미경 또는 명시야 현미경을 사용하여 캡처되었습니다.

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RNA 분리 및 실시간 역전사 중합효소 연쇄 반응

조직 균질액(폐의 경우 두개골, 중엽 및 부속엽을 수확함)에서 총 RNA를 추출하고 제조사의 지시에 따라 MiniBEST Universal RNA Extraction Kit 및 RT Reagent Kit(RR036A Takara Bio Inc.)를 사용하여 cDNA에 대한 역전사를 수행했습니다. . 사이토카인, 케모카인 및 인터페론의 발현 수준은 SYBR Premix Ex Taq II 키트(RR820A, Takara Bio Inc.)를 사용하여 특정 프라이머(보충 표 S1)를 사용하여 qRT-PCR로 검출했습니다. 각 유전자의 값은 하우스 키핑 유전자 -actin으로 정규화되었으며 이전에 설명한 대로 2-ΔCt로 표시되었습니다.28,29

효소 결합 면역흡착 분석(ELISA)

SARS-CoV-2 핵단백질(N), 스파이크 단백질 수용체 결합 도메인(RBD) 및 비활성화된 SARS-CoV-2를 96-웰 면역아세포(Nunc-Immuno Modules; Nunc A)에 코팅했습니다. /S, Roskilde, 덴마크)를 0.05 M NaHCO3에 넣고 4°C에서 밤새 배양했습니다. 혈청 샘플을 2-배 연속 희석하여 코팅된 플레이트에 첨가하고 4℃에서 1시간 동안 배양한 후 HRP(horseradish peroxidase) 결합 2차 항체(Rabbit anti-mouse IgG, Goat anti-mouse IgG1, IgG2a, IgG2b, ab6728, ab98693, M32307, M32507, Abcam 및 Invitrogen) 37°C에서 1시간 동안. 발색은 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘 용액(#N301, Thermo Fisher Scientific)을 사용하여 37℃에서 15분 동안 수행하고 H2SO4로 중지했습니다. 광학 밀도(OD) 값은 450nm에서 판독되었습니다. 항체 역가는 모든 희석액에 3 표준 편차를 더한 감염되지 않은 혈청의 평균 OD로 설정된 컷오프 OD 값에 의해 결정되었으며, 컷오프보다 높은 OD 값을 생성하는 가장 높은 희석액을 항체 역가로 결정했습니다. 혈청.30 IFN-, IFN-, 알부민 및 헤모글로빈 농도는 마우스 IFN-(Invitrogen, USA), IFN-(R&D Systems, USA), 알부민 및 헤모글로빈(Abcam, Cambridge, UK) ELISA 키트를 사용하여 결정되었습니다. 제조업체의 지침.

미세중화(MNT) 분석

혈청 샘플을 PBS에서 1:10부터 시작하여 2-배로 연속 희석하고 100 TCID 50 SARS-CoV-2와 37°C에서 1시간 동안 혼합한 다음 혼합물을 미리 시드된 VeroE에 추가했습니다. 6-TMPRSS2 세포를 96-웰 플레이트에 넣고 72시간 동안 37°C에서. CPE가 관찰되었고 중화 항체 역가는 세포변성 효과를 완전히 억제하는 혈청의 최고 희석액으로 결정되었습니다.

그림 1: SARS-CoV-2 Alpha 및 Omicron BA.1은 마른 쥐보다 DIO 쥐에서 더 심각한 질병을 유발합니다.

효소 결합 면역 스팟(ELISpot) 분석

바이러스 특이적 IgG 생산 세포는 폐 및 비장 조직의 단일 세포(웰당 2.5 × 105 세포) 현탁액을 37에서 비활성화된 SARS-CoV-2(5 ug/mL)가 있는 ELISpot 플레이트에 주입하여 검출했습니다. ◦ 48시간 동안 C. IgG 생산 세포는 알칼리성 포스파타제(AP) 결합 염소 항-마우스 IgG 항체(62-6522, Invitrogen)를 사용하여 측정했습니다.31 바이러스 특이적 IFN 생산 세포 검출의 경우, 2.5 × 105개 세포/웰 단일 세포 폐 및 비장 조직 현탁액을 SARS-CoV-2 RBD 펩타이드 풀과 N 단백질로 자극하는 IFN-ELISpot 플레이트에서 37oC에서 48시간 동안 배양하고, IFN-생성 세포를 마우스 IFN-ELISpot BASIC을 사용하여 측정했습니다. 제조업체의 지침에 따라 키트(3321-2A, Mabtech, Inc., 스웨덴 스톡홀름).32

RNA 서열 분석 및 데이터 분석

NucleoSpin RNA Kit(740955.250, MACHEREY-NAGEL, Duren, Germany)를 사용하여 DIO 및 마른 마우스(그룹당 3개 이상)의 폐 조직 세포에서 총 RNA를 분리했습니다. . DNA가 고갈되고 정제된 RNA는 표준 프로토콜에 따라 MGIEasy RNA 라이브러리 준비 시약 세트(MGI, Shenzhen, China)를 사용하여 이중 가닥(ds) cDNA 라이브러리를 구축하는 데 사용되었습니다. 시퀀싱 데이터는 어댑터와 낮은 품질의 판독을 제거하기 위해 빠른 v0.20.1로 필터링되었습니다.33 리보솜 RNA(rRNA) 판독은 URMAP v1.0로 필터링되었습니다. 1480(Edgar, 2020) 및 34 HISAT2 v2.2.0을 사용하여 마우스 참조 게놈(GRCm38/ENSEMBL 84)에 대한 읽기를 매핑했습니다.35 정렬 파일은 전사체를 조립하고, 그 풍부함을 추정하고, 차등 발현을 검출하는 데 사용되었습니다. 유전자의 경우, 유전자 발현 수준은 StringTie v2.1.5.36에 의해 정량화되었습니다. PCA(주성분 분석)는 R v4.0을 사용하여 수행되었습니다. 차등적으로 발현된 유전자(DEG)는 DESeq2 v3.15.37을 사용하여 유전자 수를 기반으로 결정되었으며 서로 다른 처리 그룹 간의 DEG는 임계값 |log2FC|를 사용하여 ClusterProfile에 의해 식별되었습니다. > 1 및 FDR 값 < 0.05이며, Gene Ontology(GO), KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Pathway)와 관련된 농축 분석에 사용되었습니다.38 마우스 게놈의 모든 유전자가 농축 배경으로 사용되었습니다. ImmuCellAI_마우스를 사용하여 RNAseq 데이터를 기반으로 면역 세포 풍부도를 결정했습니다.39

통계 분석

데이터는 평균과 표준 편차를 나타냅니다. 두 그룹 사이의 통계적 차이는 GraphPad Prism 8을 사용하여 Student's t-test로 평가했습니다. 3개 이상의 그룹 사이의 통계적 차이는 GraphPad Prism 9를 사용하여 단방향 또는 양방향 ANOVA로 평가했습니다. 차이는 p < { {5}}.05. 원고의 그림과 그래프는 GraphPad Prism 8, Adobe Illustrator 또는 BioRender.com을 사용하여 작성되었습니다.

시약 검증

연구에 사용된 항체는 구매한 상업적 출처에 의해 검증되었습니다. 연구에 사용된 시약에 대한 자세한 정보는 보충 데이터의 시약 검증 파일(보충 표 S2)에서 확인할 수 있습니다.

자금 제공자의 역할

자금 출처는 연구 설계, 데이터 수집, 분석이나 해석, 보고서 작성에 아무런 역할을 하지 않았습니다.

남성의 면역체계 강화를 위한 시스탄체의 효능

결과

SARS-CoV-2 Alpha 및 Omicron BA.1은 마른 쥐보다 DIO 쥐에서 더 심각한 질병을 유발합니다.

비만과 관련하여 SARS-CoV-2의 병원성을 이해하기 위해 DIO와 마른 쥐에 Omicron BA.1(B.1.1.529.1) 또는 Alpha(B) 103 PFU를 접종했습니다. .1.1.7) 비강 내 경로를 통해. Omicron BA.1과 Alpha는 야생형 마우스를 감염시킬 수 있는 스파이크에 N5{39}}1Y 치환을 가지고 있습니다.40,41 14-일 질병 과정에서 우리는 느리지만 지속적인 감소를 관찰했습니다. 14dpi에서 평균 체중 감소가 5%인 알파 감염 마른 생쥐의 체중 증가(그림 1a). 대조적으로, 우리는 Omicron BA.1-에 감염된 마른 생쥐에서 평균 체중 증가가 1.5% 관찰되었으며, 이는 마른 생쥐에서 Omicron BA.1의 병원성이 크게 약화되었음을 나타냅니다(그림 1a). 우리와 다른 사람들의 최근 연구에 따르면.14,42 그러나 Alpha와 Omicron BA.1의 감염은 다이어트 유발 비만(DIO) 마우스에서 더 심각한 체중 감소를 가져왔으며, 비교했을 때 9dpi에서 약 12%였습니다. 원래 체중(100%)을 0dpi로 유지합니다(그림 1a). 흥미롭게도 Alpha- BA와 Omicron BA 사이의 평균 체중 변화에는 명확한 차이가 있었지만1-감염된 날씬한 마우스(14 dpi: -5.0% 대 +1.5%), 체중 Alpha- 및 Omicron BA의 손실.1-감염된 DIO 생쥐는 거의 동일했습니다(14dpi: -11.1% 대 -11.4%)(그림 1a). 체중 측정과 일치하여 Alpha 및 Omicron BA.1 감염은 주름진 털, 등을 구부리고 4dpi에서 최고조에 달하는 호흡곤란을 포함하여 DIO 마우스에서 비슷한 임상 증상을 나타냈지만(그림 1b), 우리는 어떤 증상도 관찰하지 못했습니다. Alpha 또는 Omicron BA.1 감염 시 날씬한 쥐의 질병 징후. 다음으로 우리는 상부 및 하부 호흡기 조직의 조직학적 변화를 평가했습니다. 모의 감염된 마우스 비갑개 (NT)와 폐 조직이 대조군으로 표시되었습니다 (보충 그림 S1). 우리는 Alpha와 Omicron BA의 NT에서 가벼운 바이러스 유발 상피 파괴와 염증성 침윤을 관찰했습니다.1-감염된 날씬한 쥐는 2dpi에서 관찰했습니다. 상피 박리 및 면역 침윤은 마른 마우스와 비교할 때 2dpi에서 Alpha 또는 Omicron BA.1에 감염된 DIO 마우스의 NT 섹션에서 더 극적이었습니다 (그림 1c). 4dpi에서는 Alpha에 감염된 마른 쥐에서 약간의 내강 세포 잔해를 포함한 가벼운 NT 상피 파괴가 검출된 반면, Omicron BA.1-감염된 마른 쥐의 NT는 상대적으로 손상되지 않은 것으로 나타났습니다. 그러나 우리는 Alpha 또는 Omicron BA.1 감염 후 4일째에 DIO 마우스의 NT 섹션에서 심각한 상피 파괴, 내강 파편 및 점막하 면역 세포 침윤을 계속 감지했습니다(그림 1c). 날씬한 쥐의 폐 조직에서 Alpha 감염은 2dpi와 4dpi에서 국부적인 간질성 염증과 경미한 폐포 모세혈관 울혈을 초래한 반면, Omicron BA.1 감염은 2dpi에서 폐 간질성 염증을 일으켰지만 4dpi에서는 대부분 해소되었습니다(그림 2). 1d). 대조적으로, Alpha 또는 Omicron BA.1 감염 후 DIO 마우스의 폐 조직에서 폐포의 더 심각한 조직학적 손상이 관찰되었으며, 이는 2dpi에서 심각한 폐혈관 울혈로 나타났습니다. 4 dpi의 폐포낭에서 기관지 주위 및 혈관 주위 면역 세포 침윤 증가와 면역 세포 및 체액 삼출물이 관찰되었습니다 (그림 1d). 기관지 폐포 세척액 내 알부민 농도는 Alpha 감염 후 4일째에 날씬한 마우스보다 DIO 마우스에서 유의하게 높았으며, 이는 SARS CoV-2-에 감염된 DIO 마우스에서 폐포 모세혈관 투과성이 증가했음을 시사합니다(보충 그림 S2). 이러한 발견과 일치하여 폐 조직에 대한 반 정량적 조직학 평가는 Omicron BA.1과 Alpha의 감염이 마른 생쥐보다 DIO 생쥐에서 더 심각한 폐 조직 병리학을 초래한다는 것을 나타냅니다 (그림 1e). 전반적으로, 이러한 결과는 SARS-CoV-2 감염이 날씬한 마우스보다 DIO 마우스에서 더 심각한 질병 발현을 초래한다는 것을 나타냅니다. 중요한 것은 Omicron BA.1이 날씬한 쥐의 Alpha보다 병원성이 적은 반면, 두 SARS CoV-2 변종은 더 병원성이 있고 DIO 쥐에서 유사한 질병을 일으킨다는 것입니다.

그림 2: SARS-CoV-2는 날씬한 쥐보다 DIO 쥐에서 더 효율적으로 복제됩니다.

SARS-CoV-2는 날씬한 마우스보다 DIO 마우스에서 더 효율적으로 복제됩니다. 

다음으로 우리는 마른 생쥐와 비교하여 DIO 생쥐의 호흡기 조직에서 Omicron BA.1과 Alpha가 더 효과적으로 복제되는지 여부를 물었습니다. 우리는 Alpha와 Omicron BA.1이 모두 2 및 4dpi에서 마른 마우스보다 DIO 마우스의 폐 조직에서 더 높은 수준으로 복제된다는 것을 발견했습니다(그림 2a 및 b). 이전 보고서에 따르면, Omicron BA.1은 날씬한 쥐의 폐 조직에서 Alpha보다 낮은 수준으로 복제되었습니다. 특히, Omicron BA.1의 감염역가는 2dpi와 4dpi에서 Alpha에 비해 각각 26.1- 및 3.{10}}배 낮았습니다. 대조적으로, Omicron BA.1과 Alpha는 RdRp 유전자 카피와 감염성 역가를 측정하여 DIO 마우스의 폐 조직에서 유사한 수준으로 복제되었습니다(그림 2a 및 b). 또한 우리는 Omicron BA.1과 Alpha가 DIO 마우스에서는 비슷한 수준으로 복제되었지만 마른 마우스에서는 그렇지 않은 NT 조직에서 유사한 패턴의 바이러스 RdRp 유전자와 감염성 역가를 발견했습니다 (그림 2c 및 d). 면역 형광 염색을 통해 우리는 2 및 4 dpi에서 마른 마우스와 비교할 때 Omicron BA.1 또는 Alpha에 감염된 DIO 마우스의 폐 및 NT 조직에서 더 두드러진 바이러스 뉴 클레오 캡시드 (N) 발현을 감지했습니다 (그림 2e 및 f 및 보충) 그림 S3). 동시에, 우리는 폐 조직에서 주요 인터페론(IFN)과 전염증성 사이토카인의 발현을 정량화했습니다. 우리의 결과는 Omicron BA.1과 Alpha가 DIO 마우스에서 마른 마우스와 비교할 때 상당히 낮은 수준의 IFN-을 유발했음을 보여주었습니다 (그림 2g 및 보충 그림 S4). 대조적으로, IL-6 및 IP-10를 포함한 전염증성 사이토카인은 마른 마우스와 비교할 때 Omicron BA.1 및 Alpha 감염에 의해 DIO 마우스에서 더 높은 수준에서 유발되었습니다(그림 2h). 또한, 우리는 감염되지 않은 마른 쥐와 DIO 쥐에서 ACE2와 TMPRSS2의 기본 발현을 평가했고, 마른 쥐와 DIO 쥐의 ACE2와 TMPRSS2가 비슷한 수준으로 발현된다는 것을 발견했습니다. 그러나 ACE2 항원 발현에 대해 수행된 면역조직화학 염색은 마른 마우스와 비교했을 때 감염되지 않은 DIO 마우스의 기관지 및 폐포 상피에서 더 높은 강도의 ACE2를 검출했습니다(보충 그림 S5). 함께, 이러한 발견은 DIO 마우스에서 손상된 IFN-발현 및 더 높은 ACE2 발현이 더 높은 바이러스 복제 및 증가된 전염증 반응에 기여하여 DIO 마우스에서 더 심각한 조직 손상을 초래할 수 있음을 시사합니다.

그림 3: 이전 SARS-CoV-2 감염으로 획득한 적응 면역은 DIO 마우스를 비효율적으로 보호합니다. ㅏ

이전 SARS-CoV-2 감염으로 획득한 적응 면역은 DIO 마우스를 비효율적으로 보호합니다.

다음으로 비만 상태에서 재감염에 대한 적응 면역의 보호 효율성을 이해하기 위해 회복기 DIO 마우스와 마른 마우스에 1차 감염 후 28일째에 103 PFU의 알파를 다시 투여하고 재감염 2일 후 샘플을 채취했습니다. dpr) (그림 3a). 1차 알파 감염 후 14일째 채취한 혈청 샘플에서 SARS-CoV-2 항원에 대한 IgG 항체를 분석한 결과, SARS CoV-2 N 및 스파이크 수용체 결합 도메인에 대한 IgG 역가( RBD)은 날씬한 마우스에 비해 DIO 마우스에서 1.9-(p=0.0128) 및 3.4-배(p=0.0362)만큼 유의하게 낮았습니다. , 각각 (그림 3b). 또한 바이러스 결합 총 IgG와 하위 유형 IgG1, IgG2a 및 IgG2b의 역가는 마른 마우스와 비교할 때 DIO 마우스에서 모두 상당히 낮았습니다 (그림 3b). 1:10-1:20의 혈청 중화 역가는 날씬한 생쥐 6마리 중 5마리에서 검출되었지만 DIO 생쥐 6마리 중 어느 것에서도 검출되지 않았습니다(그림 3b). CoV-2 감염. 2dpr에서 바이러스 RdRp 유전자 사본은 모든 NT 조직과 재도전된 DIO 마우스의 폐 조직의 3/6(50%)에서 쉽게 검출되었지만(그림 3c), NT와 폐에서는 바이러스 RdRp 유전자 사본이 검색되지 않았습니다. 재도전된 마른 생쥐의 조직. 일관되게 우리는 DIO 생쥐의 NT 상피와 폐 조직에서 바이러스 성 N 단백질을 자주 발견했지만 마른 생쥐에서는 발견하지 못했습니다 (그림 3d). 조직 학적 검사 결과 NT 조직의 상피 파괴와 DIO 생쥐의 폐 조직에서 폐포 벽 울혈, 기관지 주위 침윤 및 국소 폐포 출혈이 나타났으나 마른 생쥐는 그렇지 않았습니다 (그림 3e). 다음으로, 우리는 마른 쥐와 DIO 쥐의 재감염 시 면역 기억 반응의 회상을 평가했으며, DIO 쥐의 폐와 비장 조직 모두에서 바이러스 특이적인 IFN- 및 IgG 생산 세포가 마른 쥐의 것보다 현저히 낮다는 것을 발견했습니다. 2dpr (그림 3f 및 g). 중요한 것은 알파 재감염 시 2일째에 DIO 마우스의 혈청에서 알파에 대한 중화 항체 역가를 검출할 수 없었던 반면, 재감염된 마른 마우스의 4/6(66.7%)는 중화 역가가 1이었다는 것입니다. :10(그림 3h). 따라서 우리의 연구 결과는 DIO 마우스가 SARS-CoV-2 감염 시 적응성 B 세포 및 T 세포 면역 반응이 불충분하게 탑재되어 재감염에 더 취약하다는 것을 시사합니다.

그림 4: 코로나-19 mRNA 백신 접종은 적응 면역 반응의 약화로 인해 DIO 생쥐의 알파 감염에 대한 보호 수준이 낮습니다. ㅏ

코로나-19 mRNA 백신 접종은 적응 면역 반응의 약화로 인해 DIO 생쥐의 알파 감염에 대한 보호 효과가 낮습니다.

mRNA 백신으로 면역화한 후 DIO 마우스에 대한 보호 효율성을 조사하기 위해 우리는 그림 1에 설명된 대로 DIO 및 마른 마우스에 2회 용량의 코로나-19 mRNA 백신 접종 요법을 근육 내 주사한 후 부스트 후 14일에 알파 챌린지를 실시했습니다. 4a. NT 조직의 경우, 백신을 접종한 마른 생쥐의 3/6(5{37}}%)에서 바이러스 RdRp 유전자와 2/6(33.3%)에서 감염성 역가를 검출한 반면, 백신을 접종한 모든 마우스에서 바이러스성 RdRp 유전자와 감염성 역가를 검출했습니다. DIO 마우스(그림 4b)는 마른 마우스에 비해 DIO 마우스에서 백신 접종 후 획기적인 감염이 훨씬 더 쉽게 발생했음을 나타냅니다. 백신 접종이 인간 및 동물 모델의 상부 호흡기와 비교했을 때 하부 호흡기를 더 잘 보호한다고 제안한 이전 보고서에 따라43,44 우리는 백신 접종을 받은 폐 조직에서 바이러스 유전자 사본이나 감염성 바이러스를 발견하지 못했습니다. 마른 생쥐 (그림 4c). 대조적으로, 우리는 DIO 마우스 폐 조직의 3/6(50%)에서 바이러스성 RdRp 유전자를 검출했고, 감염성 역가는 4/6(66.7%)에서 검출했습니다. 조직학적으로 우리는 알파 바이러스에 의한 공격 후 백신 접종된 DIO 마우스의 NT 조직에서 광범위한 상피 파괴를 관찰한 반면, 백신 접종된 마른 마우스에서는 NT 조직 손상 정도가 덜 관찰되었습니다(그림 4d). 백신 접종된 DIO 생쥐의 폐 조직에서 우리는 알파 감염 시 폐포 출혈의 병소와 함께 폐포 공간에서 충혈과 침윤을 발견한 반면, 이러한 조직병리학적 손상은 백신 접종된 마른 생쥐의 폐 조직에서는 거의 나타나지 않았습니다(그림 4e). 이러한 발견에 맞춰, 코로나-19 mRNA 백신접종은 NT 조직의 마른 쥐와 DIO 쥐 모두에서 SARS-CoV- 2 N 발현을 감소시켰습니다(그림 4f). 폐 조직에서 바이러스 N 신호는 백신 접종된 DIO 마우스에서만 검출되었지만 백신 접종된 마른 마우스에서는 검출되지 않았습니다(그림 4g). 다음으로 우리는 백신 접종된 DIO 생쥐의 비장 조직에서 바이러스 특이적 IFN- 및 IgG 생산 세포가 알파 감염 후 2일째에 백신 접종된 마른 생쥐의 비장 조직과 비교했을 때 유의하게 낮다는 것을 발견했습니다(그림 4h). 중요한 것은 미세중화 분석에서 두 번째 백신 접종 후 14일과 바이러스 챌린지 후 2일에 DIO 마우스의 혈청에서 알파에 대한 중화 항체만 검출되었지만 그 수준은 2.{36}}배(p < 0.0001) 및 21배였습니다. .8-배(p= 0.0053)는 마른 쥐보다 각각 낮습니다(그림 4i). 종합적으로, 이러한 결과는 DIO 마우스에서 코로나-19 mRNA 백신접종에 대한 적응 항체 반응이 손상되었음을 나타냅니다.

코로나-19 mRNA 백신 접종은 검출 가능한 중화 항체가 없는 DIO 마우스에서 Omicron BA.1 챌린지로 인한 폐 손상을 개선합니다.

다음으로 우리는 코로나{0}} mRNA 백신 접종이 SARS-CoV-2 Omicron BA.1로부터 DIO 마우스를 보호하는 확장 방법에 대해 질문했습니다. 이를 위해 우리는 먼저 Omicron BA.1에 대한 혈청 중화 항체 역가를 테스트했고, 부스트 후 14일에 날씬한 마우스에서 낮은 역가를 검출한 반면, DIO 마우스에서는 두 번의 코로나 백신 접종 후에도 중화 항체 역가가 검출되지 않았습니다. 6}} mRNA 부스트 또는 Omicron BA.1 감염 2일 후(그림 5a 및 b), 이는 DIO 마우스의 백신접종이 Omicron BA.1에 대한 교차 항체를 거의 유도하지 않았음을 시사합니다. 다음으로, DIO 및 마른 쥐에게 추가 백신 접종 후 14일에 비강 내 경로를 통해 103 PFU의 Omicron BA.1을 투여했습니다(그림 5a). NT 조직에서 코로나-19 mRNA 백신 접종은 날씬한 쥐의 Omicron BA.1 복제와 감염성 역가를 약간 감소시켰지만 백신을 접종하지 않은 대조군과 비교하여 DIO 쥐에서는 효과가 거의 없었습니다(그림 5c). 흥미롭게도, 코로나-19 mRNA 백신 접종은 백신 접종을 하지 않은 대조군에 비해 DIO 마우스의 폐 조직에서 Omicron BA.1 복제를 크게 감소시켰지만, 백신 접종된 마른 폐 조직의 Omicron BA.1을 완전히 억제하는 것만큼 효과적이지는 않았습니다. 마우스 (그림 5d). 구체적으로, 백신 접종된 DIO 마우스에서 Omicron BA.1 RdRp 유전자 카피는 867-배(p=0.0087)만큼 감소했고 감염성 역가는 7979.9-배(p < 0.0001)만큼 감소했습니다. . 위의 바이러스학적 발견과 일치하게, 코로나{30}} mRNA 백신접종은 마른 쥐와 DIO 쥐의 NT 조직에서 Omicron BA.1 항원 발현을 감소시키는 데 덜 효과적이었지만 마른 쥐와 DIO 쥐의 폐 조직에서 Omicron BA.1 항원 발현을 감소시켰습니다. (그림 5e). 2dpi에서 Omicron BA.1 감염은 백신을 접종하지 않은 DIO 마우스에서 폐출혈 및 상피 손상과 함께 폐포 공간에서 어느 정도 충혈 및 침윤을 일으켰으며 이는 코로나-19 mRNA 백신 접종으로 감소했습니다(그림 5f). 중요하게도, 우리는 백신 접종된 DIO 마우스의 폐 조직에서 IFN- 및 IFN- 농도가 Omicron BA.1 챌린지 후 2dpi에서 백신 접종되지 않은 마우스에 비해 현저히 증가한 반면, 혈청 중화 항체는 백신 접종된 DIO 마우스에서 검출되지 않은 채로 남아 있음을 발견했습니다. DIO 마우스 (그림 5g). 체중 변화에 따른 전반적인 질병 심각도는 코로나-19 mRNA 백신 접종이 백신을 접종하지 않은 DIO 마우스의 13%와 비교했을 때 DIO 마우스의 최대 체중 감소를 9%로 감소시키는 것으로 나타났습니다(보충 그림 S6). 종합해 보면, 이러한 결과는 감지할 수 없는 수준의 항체 반응을 유발함에도 불구하고 코로나-19 mRNA 백신 접종이 선천적 항바이러스 반응을 향상시켜 DIO 마우스에서 Omicron BA.1-유도된 폐 조직 손상을 개선할 수 있음을 나타냅니다.

그림 5: 코로나-19 mRNA 백신은 Omicron BA.1-감염 DIO 생쥐에서 중화 항체 반응이 없을 때 폐 손상을 개선합니다. ㅏ

코로나-19 mRNA 백신 접종은 DIO 생쥐 폐의 항바이러스 반응을 상향 조절합니다

코로나-19 mRNA 백신 접종을 받은 DIO 생쥐의 폐 조직의 면역 반응을 더 잘 이해하기 위해 우리는 생쥐의 폐 샘플을 채취하고 Omicron BA.1 감염 2일차에 전사체 프로필을 조사했습니다(그림 6a 및 보충 그림 1). S7). 흥미롭게도 우리는 백신 접종된 DIO 생쥐의 폐 조직에서 "IFN- 및 IFN-에 대한 세포 반응"과 "IFN- 및 IFN- 생산의 양성 조절"을 포함하여 선천적 항바이러스 반응과 관련된 경로에 관련된 유전자가 눈에 띄게 풍부하다는 것을 관찰했습니다. 그림 6b). 면역 유전자 세트를 분석한 결과, 백신 접종된 DIO 마우스는 평가된 모든 그룹 중에서 M1 대식세포가 가장 풍부한 것으로 나타났습니다(그림 6c). 코로나-19 mRNA 백신이 폐포 대식세포에서 항바이러스 인터페론 반응을 촉진하는지 평가하기 위해 마른 생쥐와 DIO 생쥐에서 폐포 대식세포를 분리하고 mRNA 백신으로 자극했습니다(그림 7a). 우리는 마우스 폐포 대식세포의 mRNA 백신 시험관 내 자극이 RIG-I, MDA5, STAT1, STAT2, ISG15, IFIT3 및 OAS3의 상당한 상향 조절을 유도한 반면, DIO 마우스의 폐포 대식세포만이 mRNA에서 IFN-생산의 상당한 향상을 보였다는 것을 발견했습니다. 및 단백질 수준 (그림 7b 및 c). 이러한 발견은 DIO 마우스와 마른 마우스의 폐포 대식세포의 차등적 반응 프로파일을 제안했습니다. 다음으로, 우리는 백신 접종되거나 백신 접종되지 않은 마른 생쥐와 DIO 생쥐로부터 생쥐 폐포 대식세포를 분리한 후 폴리(I:C) 또는 SARS-CoV-2 스파이크 단백질로 세포를 자극했습니다(그림 7d). 폴리(I:C)를 이용한 시험관 내 자극은 백신접종된 마른 마우스와 DIO 마우스의 폐포 대식세포에서 선천성 면역 반응 관련 유전자의 발현을 추가로 증가시켰습니다. 흥미롭게도 ISG15, IFIT3 및 OAS3을 포함한 인터페론 자극 유전자는 마른 생쥐의 유전자와 비교할 때 DIO 생쥐의 백신 프라이밍 폐포 대 식세포에서 더 높게 상향 조절되었습니다 (그림 7e). 동시에, 재조합 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 자극은 백신에서 RIG-I, TLR3, IL-6, TNF- , IFN- , IFN- , IRF7 및 STAT2 mRNA 발현을 증가시켰습니다. DIO 생쥐의 프라이밍 된 폐포 대 식세포는 마른 생쥐는 아닙니다 (그림 7g). 중요하게도, IFN-생산은 폴리(I:C) 또는 S 단백질 자극에 반응하여 백신 접종된 DIO 마우스의 폐포 대식세포에서 극적으로 증가했습니다(그림 7f 및 h). 종합하면, 이러한 결과는 코로나-19 mRNA 백신 접종이 폐포 대식세포에서 I형 인터페론 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 DIO 생쥐 폐의 선천적 항바이러스 반응을 회복할 수 있음을 나타냅니다.

그림 6: 코로나-19 mRNA 백신 접종은 DIO 생쥐 폐의 항바이러스 반응을 상향 조절합니다. ㅏ

논의

비만은 염증 반응 악화 및 면역체계 붕괴와 관련되어 있으며, 결과적으로 코로나19 환자의 중증도 및 병원 입원 위험이 높습니다.45 이러한 만성 저등급 염증 및 면역 반응 기능 장애가 어떻게 발생하는지 불분명합니다. SARS-CoV-2 감염 과정을 조절합니다. SARS-CoV-2의 병인을 탐구하고 비만인 개인의 코로나-19 mRNA 백신 접종의 효율성을 평가하려면 코로나-19 환자의 임상 특징을 모방할 수 있는 적절한 소동물 모델이 시급히 필요합니다. . 그러나 조상 SARS-CoV-2는 조상 스파이크의 RBD가 마우스 ACE2에 효율적으로 결합하지 않기 때문에 야생형 실험실 쥐를 감염시키지 않습니다. 21,40,41 흥미롭게도 최근에 등장한 SARS-CoV-2 변종 Alpha(B.1.1.7), Beta(B.1.351), Gamma(P.1) 및 Omicron BA.1(B.1.1.529.1)을 포함하여 스파이크에서 N501Y 돌연변이를 획득하여 교차-교차가 가능합니다. 야생형 쥐에 대한 SARS-CoV-2의 종 전파.41,46-50 이 연구에서 우리는 식이 유발 비만 야생형 마우스 모델을 사용하여 SARS-CoV-2 Alpha 및 Omicron BA.1 발병기전, 재감염 및 예방접종.

cistanche tubeulosa - 면역 체계를 향상시킵니다.

우리의 결과는 체중 변화, 바이러스 부하, 바이러스 역가, 폐 전염증 표지자 및 조직 병리학 소견에 따라 날씬한 쥐에서 Omicron BA.1 감염이 Alpha의 감염보다 덜 심각하다는 것을 보여주었습니다. 이러한 결과는 동물 모델에서 이전 SARS-CoV-2 변종에 비해 Omicron BA.1의 감염 수준이 더 낮다는 최근 보고서에 따른 것입니다.14,42 SARS-CoV의 심각도 증가{{7} } 날씬한 쥐보다 DIO 쥐의 감염은 식이 유도 비만 쥐와 햄스터에서 수행된 최근 연구 결과와 일치합니다. 흥미롭게도 우리는 Omicron BA.1이 DIO 쥐에서 Alpha와 비슷한 수준으로 복제되었음을 밝혔습니다. 결과적으로 DIO 마우스에서 Omicron BA.1과 Alpha의 병원성이 비슷해졌습니다. 특히 IP{12}} 및 IL-6을 포함한 대표적인 전염증성 사이토카인은 DIO 마우스의 Omicron BA.1 감염에 의해 강력하게 유발되어 염증성 손상 및 이환율이 증가했음을 나타냅니다.54 한편, 폐 조직에서 항바이러스성 IFN 생성이 증가했습니다. DIO 생쥐의 경우 Alpha 및 Omicron BA.1 감염 시 날씬한 생쥐보다 유의하게 낮았습니다. 이러한 결과는 DIO 마우스의 Omicron BA.1 감염이 Alpha와 유사한 심각한 질병을 일으킬 수 있음을 시사합니다. 현재 비만이 코로나19의 심각한 질병에 어떻게 영향을 미치는지는 불완전하게 알려져 있습니다-19. 증가된 렙틴 수치는 대사, Jak/STAT 및 Akt 신호 전달 경로를 조절하고 T 세포 기능을 조절하는 비만의 특징이며, 이는 심각한 결과에 기여할 수 있습니다.55,56 항체 매개 체액성 면역은 숙주 방어에 필수적입니다. 57-59 반면 SARS-CoV-2-감염 생쥐에서 최적의 바이러스 제거에는 CD4+ 및 CD8+ T 세포 반응도 필요합니다.60 이 연구에서 우리는 상당히 낮은 수준의 B 세포를 발견했습니다. 마른 생쥐와 비교했을 때 DIO 생쥐의 T 세포 반응은 DIO 생쥐의 재감염 감수성 증가에 기여할 수 있습니다. DIO 생쥐에서 감소된 B 세포 및 T 세포 반응의 기본 메커니즘은 아직 불완전하게 연구되어 있지만 이전 인플루엔자 바이러스 연구에서 밝혀진 바와 같이 수지상 세포 기능의 손상과 연관될 수 있습니다.61-63

SARS-CoV-2 중증 질병을 예방하는 높은 효능을 지닌 코로나-19 mRNA 백신 접종의 성공에도 불구하고 SARS-CoV-2 변종의 면역 회피 출현으로 인해 백신 효능이 위태로워질 수 있습니다.43 2회 용량 면역 요법을 적용한 DIO 마우스 모델에서 날씬한 마우스의 중화 항체는 Alpha 및 Omicron BA.1에 대한 두 번째 백신 접종으로 쉽게 감지되고 강력하게 강화되었습니다. 대조적으로, 코로나-19 mRNA 백신 접종의 2회 용량 면역 요법에서는 DIO 마우스에서 Alpha 및 Omicron BA.1 모두에 대해 검출할 수 없는 혈청 중화 항체가 발생했으며 2일차에도 Omicron BA.1에 대한 중화 항체가 검출되지 않았습니다. Omicron BA.1 챌린지에 대해 알아보세요. 이러한 발견은 mRNA 백신에 대한 적응성 B 세포 반응이 DIO 생쥐에서 심각하게 약화되었음을 나타냅니다. 이는 B 세포 발달, 활성화 및 기능의 손상 때문일 수 있습니다.64-66 흥미롭게도, 백신 접종은 Omicron BA에 어느 정도 보호를 제공했습니다. .1-DIO 마우스는 하부 호흡기에 감염되었지만 감염된 동물의 비갑개에는 감염되지 않았습니다. 비갑개 조직의 보호가 부족한 것은 근육 내 백신 접종 시 점막 면역 반응이 부족하여 점막 부위에서 충분한 보호 면역을 유발하지 못했기 때문일 수 있습니다.67,68

그림 7: DIO 마우스의 폐포 대식세포(AM)는 상향 조절된 항바이러스 반응에 기여합니다. ㅏ

전사체 분석을 통해 우리는 코로나-19 mRNA 백신접종이 DIO 생쥐의 폐에서 항바이러스 반응을 상향조절한다는 사실을 밝혀냈습니다. 후속 실험에서는 폴리(I:C) 또는 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 자극에 대한 반응으로 IFN-생산이 백신 접종된 DIO 마우스의 폐포 대식세포에서 증가된 것으로 나타났습니다. Omicron BA.1- 백신 접종된 DIO 마우스의 폐 내 바이러스 부하 감소 및 조직병리학적 변화, IFN-/ 농도 증가와 함께, 우리의 연구 결과는 mRNA 백신 접종이 비만 동물의 숙주 선천적 면역력을 향상시킨다는 것을 시사합니다. 관찰된 보호에 기여합니다. 전반적으로, 우리의 연구는 식이 유발 비만 쥐의 SARS-CoV-2 Alpha 및 Omicron BA.1 감염, 재감염 및 예방접종에 대한 중요한 지식을 보여주며, 이는 비만 쥐의 관리, 치료 및 예방접종 전략에 대한 통찰력을 제공합니다. 비만 인구. 우리의 연구에는 몇 가지 한계가 있습니다. 먼저, 1차 감염 후 28일에 재챌린지를 수행했습니다. 실제 시나리오에서는 환자의 기억 수명과 재감염 방지를 장기간 모니터링해야 합니다. 둘째, 암컷이 수컷보다 더 강한 선천적 및 적응성 면역 반응을 나타내는 것으로 알려져 있기 때문에 이 연구에서는 암컷 쥐를 사용했습니다.69 SARS-CoV-2에 대한 성별 차등 면역 반응과 코로나19 질병 발병에서 성별의 역할{{ 19}} 더 자세히 조사해야 합니다. 셋째, 본 연구에서는 야생형 쥐 모델만 사용했습니다. 향후 임상 연구에서 인간을 대상으로 한 추가 평가를 수행하여 코로나19 mRNA 백신 접종이 선천 면역 반응을 개선하는지 여부에 대한 연구 결과를 확인하고 추가 조사해야 합니다. 백신 접종을 받은 비만 인간 환자의 SARS-CoV-2 감염. 그럼에도 불구하고, 우리 연구는 비만 환자가 SARS-CoV-2 감염 시 더 심각한 임상 질환이 발생할 수 있고 재감염 또는 백신 혁신 감염에 더 취약하다는 것을 암시하는 중요한 통찰력을 제공합니다. 중요한 것은, 우리의 데이터에 따르면 항체 반응이 낮거나 전혀 없음에도 불구하고 비만인 개인에게 코로나{28}} mRNA 백신이 여전히 효과적일 수 있다는 점이며, 이는 이러한 인구 집단에서 예방접종의 중요성을 더욱 강조합니다.

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