に投稿された最近の研究では、 バイオRxiv プレプリント* サーバーを使用して、研究者らはレクチン組織化学を使用して、ウシの呼吸器系、大脳、乳腺におけるインフルエンザ A ウイルス (IAV) 受容体の in situ 発現を評価しました。
勉強： 鳥およびヒトのインフルエンザ A ウイルス受容体であるシアル酸 (SA)-α2,3 および SA-α2,6 は、ウシの乳腺で広く発現されています。。 画像クレジット: Arie van der Wulp / Shutterstock
*重要なお知らせ： バイオRxiv は、査読されていない予備的な科学報告書を発行しているため、決定的なものとみなされたり、臨床実践や健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱われたりするべきではありません。
背景
高病原性 IAV (HPIAV) の流行が、国内の IAV 宿主種としては比較的知られていない米国 (US) の乳牛で発見されました。 IAV はマイナスセンスの一本鎖リボ核酸 (RNA) ウイルスであり、牛では広範な感染を引き起こしていません。 牛は主に IAV に対して免疫がありますが、インフルエンザ C および D ウイルスに対しては脆弱です。
しかし、高病原性鳥インフルエンザウイルス (HPAIV) H5N1 はテキサス州で発見され、米国の 8 つの州の 40 以上の群れに急速に広がりました。 臨床指標には、乳生産量の突然の減少、乳房炎、中等度の呼吸器症状、および 2.3.4.4b ウイルスに感染した他の哺乳動物には見られない神経学的症状が含まれます。
研究について
本研究では、研究者らは IAV 受容体の発現を調べました。 現場で 牛の乳腺、気道、大脳では、IAV 感染に対する脆弱性が低いと考えられています。
研究者らは、生後2.0カ月の子牛2頭から気管と肺の標本を採取したが、そのうちの1頭は重度の化膿性気管炎を患っていた。 彼らは、デンマークのコペンハーゲン大学の獣医病理学部門でのさまざまな臨床患者からの定期的な剖検中に組織を収集しました。 彼らは、授乳期の乳牛 (4 歳) から病気のない 2 つの乳腺を取得しました。 彼らは、生後5か月の肉用子牛と生後2年半の乳牛から脳標本を入手した。
得られた組織をホルマリンで固定し、パラフィンに包埋し、4.0～5.0μmの薄片に切った。 研究者らは、ウシの肺、大脳、乳腺における IAV 受容体の存在を評価しました。 研究チームはヒトの受容体を検出した [sialic acid (SA)-α2,6)] 使用して 黒馬物語 レクチン（SNA）、ニワトリ受容体（SA-α2,3-Gal-β1,4） マアクキア・アムレンシス レクチン I (MAA-I)、およびアヒル受容体 (SA-α2,3-Gal-β1,3) マアクキア・アムレンシス レクチン II (MAA-II)。
研究者らは、肉用子牛と乳牛の気管、気管支、細気管支、肺胞、小脳皮質と、乳腺肺胞と乳管を研究しました。 彼らはレクチン組織化学を行って、ビオチン化された MAA-2 (B-1265-1)、SA-α2,6、および SA-α2,3 を同定しました。 彼らは、染色が見られなかったため、細胞内の存在に基づいて受容体の染色強度を評価しました。1.0: 調べた細胞の 50% 未満に存在し、2.0: 細胞の 50% を超えて存在しました。
結果
研究者らは、IAV 受容体が肉牛や乳牛の乳腺、呼吸器系、大脳でさまざまな程度に発現していることを観察しました。 彼らは、ウシの乳腺ではアヒルとヒトの IAV 受容体の高発現が観察されましたが、気道ではニワトリの受容体が優勢でした。 IAV 受容体は大脳ニューロンに適度に豊富でした。
ヒトおよびアヒルの受容体は乳腺肺胞細胞に広く分散していましたが、乳管には分散していませんでした。 肺系では、研究者らは気管杯細胞内のすべての受容体を特定した。 ただし、ヒト IAV 受容体発現細胞の数は減少しました。 ニワトリの IAV 受容体は、気管刺激のない子牛の繊毛型上皮細胞表面にのみ見つかりました。 研究者らは、子牛の体内にアヒルとニワトリの受容体のみを発見した。 内皮細胞およびウシ赤血球は、ニワトリおよびヒトの受容体を陽性に染色した。
ニワトリのIAV受容体は上気道および下気道の上部の気道上皮で発現したが、ヒトおよびアヒルの受容体は発現しないか、部分的にしか発現しなかった。 この発見は個人やブタからのデータと矛盾しており、ウシが呼吸経路を介して暴露された場合、IAVに対して非常に耐性があることを示している。
ヒトとアヒルの受容体は乳腺に豊富にありましたが、乳腺にはニワトリの受容体がありませんでした。 これは、 ウイルス量 HPAI H5N1 に感染した牛から得られた牛乳中の感染は、局所でのウイルスの複製によるものでした。 鳥類の IAV 受容体はヒトの結膜細胞や角膜細胞にも豊富に含まれているため、テキサス州の乳牛に感染した個体の臨床症状としては結膜炎が最も一般的です。 乳腺管にはアヒル、ニワトリ、またはヒトの受容体が欠如しているため、乳腺の上行性感染症の治療はより困難になります。 研究者らは、ウシの大脳における受容体発現が限られていることに注目し、高病原性IAVに感染したウシには神経症状がなかったことを示した。
この研究では、感染した牛乳に含まれる大量の H5N1 ウイルスが牛に関連していることが示され、牛が新たな IAV の潜在的な感染源であることが示されました。 牛における H5N1 の感染メカニズムと病態生理学は、HPAIV に感染した牛のウイルス血症のレベルと同様に不明です。 この研究はまた、牛のIAV宿主受容体にも光を当てており、乳腺におけるアヒル受容体の発現は米国での広範な感染症と一致している。 乳腺にヒトおよび鳥類の受容体が存在することは、ブタ、ヒト、および鳥類由来のウイルスに対する感受性を示しています。 牛やその他の反芻動物における IAV 感染の病理学と疫学についての理解を深めるには、さらなる研究が必要です。
1/新しい #H5N1 ⬆️乳牛で現在進行中の発生の脅威レベルを事前に印刷します。
研究者らは、ウシの乳腺にはブタに見られるのと同じ種類の混合インフルエンザ受容体が含まれていることを発見した。
この受容体の組み合わせが、科学者がブタを「インフルエンザ宿主切り替えのための進化実験室」と呼ぶ理由です。 pic.twitter.com/N1dBKEn2W0
— サム・スカルピノ (@svscarpino) 2024 年 5 月 6 日
*重要なお知らせ： バイオRxiv は、査読されていない予備的な科学報告書を発行しているため、決定的なものとみなされたり、臨床実践や健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱われたりするべきではありません。
参考雑誌:
- 予備的な科学レポート。
シャーロット・クリステンセン、ヘンリック・エルヴァング・ジェンセン、ラモーナ・トレッビアン、リチャード・J・ウェビー、ラース・エリック・ラーセン。 鳥およびヒトのインフルエンザ A ウイルス受容体シアル酸 (SA)-α2,3 および SA-α2,6 は、ウシ乳腺で広く発現しています、bioRxiv プレプリント 2024.05.03.592326、DOI: 10.1101/2024.05.03.592326、 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.592326v1
1715144283
#牛の乳腺にヒトと鳥の両方のインフルエンザ受容体が存在することが研究で判明
2024-05-08 04:29:00
