超微細構造研究により、新型コロナウイルスの気管支肺胞液における単一かつ異型合胞体細胞の形成が確認された

Virology Journal volume 20、記事番号: 97 (2023) この記事を引用

399 アクセス

3 オルトメトリック

メトリクスの詳細

SARS-CoV-2 は、細胞融合を誘導して多核合胞体を形成し、ウイルスの複製、播種、免疫回避、炎症反応を促進する可能性があると報告されています。 この研究では、電子顕微鏡を用いて、新型コロナウイルス感染症のさまざまな段階で合胞体の形成に関与する細胞の種類を報告しました。

軽度（n = 8、SpO2 > 95%、低酸素なし、感染後 2 ～ 8 日以内）、中等度（n = 8、室内空気で SpO2 90% ～ ≤ 93%、呼吸数 ≥ 24/分）の気管支肺胞液、息切れ、感染後 9 ～ 16 日以内）および重度（n = 8、SpO2 < 90%、呼吸数 > 30/min、外部酸素サポート、感染後 17 日後）の COVID-19 患者は、PAP によって検査されました（合胞体を特定するには、細胞型の同定）、免疫蛍光（ウイルス感染のレベルを調べる）、走査型（SEM）、および透過型（TEM）電子顕微鏡法を使用します。

各シンシチウムからの免疫蛍光研究 (S タンパク質特異的抗体) は、非常に高い感染レベルを示しています。 軽度の感染患者では合胞体細胞は見つかりませんでした。 しかし、中等度感染患者のTEMでは、同一（好中球または2型肺細胞）および異型（好中球-単球）の細胞膜初期融合（融合の開始を示す）が観察された。 好中球、単球、およびマクロファージ起源の重症急性呼吸窮迫症候群（ARDS 様）患者では、完全に成熟した大型（20 ～ 100 μm）合胞体細胞が SEM で観察されました。

新型コロナウイルス感染症患者の合胞体細胞に関するこの超微細構造研究は、病気の段階と合胞体形成に関与する細胞の種類を明らかにするものである。 シンシチウム形成は、まず同型融合によって II 型肺細胞で誘導され、その後、疾患の中期段階 (9 ～ 16 日) で異型融合によって造血細胞 (単球および好中球) で誘導されました。 成熟した合胞体は疾患の後期段階で報告されており、20～100μmの大きな巨細胞を形成しました。

合胞体は、分子/ウイルス感染などの外部/内部影響下で 2 つ以上の類似/異なる種類の細胞が融合することによって生成される、異常に大きな多核細胞です [1]。 2 つ以上の細胞の原形質膜が融合して単一の脂質二重層を形成し、細胞質は融合しますが、核は融合しません [2、3]。 当然のことながら、合胞体形成は融合原タンパク質によって媒介され、筋線維、胎盤関門、および骨破骨細胞で報告されています[3、4、5]。 しかし、機構的には、エンベロープを持ったウイルスの膜が細胞の原形質膜と融合する、ウイルスを介した細胞融合によって誘導されました。 hCoV-HKU1、hCoV-NL63、hCoV-229Eなどのいくつかの風邪コロナウイルスは、細胞培養モデルで合胞体を形成することが報告されていますが、生体内での合胞体形成に関する報告はありません[6、7]。

シンシチウムの形成は、SARS-CoV-1、MERS-CoV、または SARS-CoV-2 に感染した細胞培養および組織でも観察されます [8、9、10、11、12、13、14、15]。 SARS-CoV-2 によって誘発される合胞体は、重症の COVID-19 感染患者の肺組織の解剖サンプルで報告されています [1、12、14、16、17、18、19、20]。 SARS-CoV-2 は、インビトロ [21,22,23,24] およびインビボ [12, 16, 20, 22] で、肺内の肺細胞とリンパ球の融合を伴う合胞体の形成を誘導しました [12、20] ]。

新型コロナウイルス感染症のさまざまな段階で合胞体細胞の融合に関与する細胞の世代と種類については、ほとんど報告されていない。 このレポートは、PAP (パパニコロウ)、IF (免疫蛍光)、SEM (走査型電子顕微鏡)、および TEM (透過型) を使用した超微細構造レベルでの顕微鏡ベースのアプローチを採用することにより、これらのギャップに対処し、新型コロナウイルス感染症患者における合胞体細胞形成の理解を強化します。電子顕微鏡）イメージング。 我々は、新型コロナウイルス感染症誘発性ARDS様（急性呼吸窮迫症候群）患者のBALF（気管支肺胞洗浄液）中に単一起源合胞体細胞と複数起源合胞体細胞が存在することを報告した。

カルノフスキー固定液 (0.5% グルタルアルデヒド + 2.0% パラホルムアルデヒド)、ヘマトキシリン、エオシン、オレンジ G.、スコット水、キシレン、DPX、PBS、ポリ-L-リシン、エポキシ包埋キット、および DAPI は、ミズーリ州の Sigma Chemical company から購入しました。アメリカ合衆国。 BSA、エタノールは Himedia から、Triton X-100 は Fisher Scientific から入手しました。 四酸化オスミウムは米国の Ted Pella から、酢酸ウラニルは英国の TAAB から、クエン酸鉛は Ladd から購入しました。 ポリクローナル抗 SARS-CoV-2 特異的一次抗体 (カタログ番号 ab275759) および Alexa fluor-594 結合抗ウサギ二次抗体 (カタログ番号 ab150080) は、Abcam, Plc, UK から購入しました。

BALF サンプルは、ニューデリーの AIIMS の新型コロナウイルス感染症病棟で挿管されている SARS-CoV-2 陽性患者から収集されました。 すべてのサンプルは、2020 年 10 月 3 日から 2021 年 1 月 31 日までの間に収集されました (追加ファイル 1: 補足表 1)。 患者は、インド医学研究評議会ガイドライン (ICMR) [25] に基づいて 3 つのグループに分類されました。 これらのグループは、(A) 軽度感染症非 ARDS 患者 (非 ARDS、n = 8、SpO2 > 95%、酸素補給なし、軽度の発熱を伴う上気道症状のみで息切れや低酸素症なし、2～8 日) (B) 中等度の感染症 (n = 8、呼吸数 ≥ 24/分、息切れ、室内空気、外部酸素サポートで SpO2 レベル 90% ～ ≤ 93%、最初の症状から 9 ～ 16 日後)、 (C) 重度の ARDS 様患者 (ARDS 様、n = 8、呼吸数 > 30/min、息切れ、室内空気での SpO2 レベル < 90%、外部酸素サポート付き HDU/ICU 入院、17 日目以降) ）[26、27]。 感染に対する患者の反応と、感染後の日数に応じた 新型コロナウイルス感染症のレベルには非常に大きなばらつきがありました。 感染後2～8日以内に軽度の疾患様症状、8～16日以内に中等度の疾患様症状、17日以上経過後に重度の疾患様症状を示す患者の最大数が記録された[26、27]。 したがって、我々は、この研究の病状（ICMRガイドライン）およびタイムライン基準を満たす患者のみからサンプルを収集した[25]。 この研究で募集されたすべての患者について、新型コロナウイルス感染症を確認するためにRT-PCR検査が実施されました（記録はされていますが含まれていません）。

BALF サンプル (15 ～ 20 ml) は主に、0.2 M リン酸緩衝液中の新たに調製した 20 ml の 2X カルノフスキー溶液 (最終 1% グルタルアルデヒド + 4.0% ホルムアルデヒド) で固定し、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) 指定の冷蔵庫内で 4℃ で保存しました。 当直の医師がすべての患者の医療記録を精査し、照合した。 患者の人口統計、症状と徴候、RT-PCRの結果、X線検査所見、治療、支持療法、生存データは記録されましたが、含まれていませんでした（追加ファイル1：補足表1）。

一次固定後、BALF 溶液を 0.1 M NaCl 溶液で 10 倍に希釈し、孔径 100 μm のナイロンメッシュセルストレーナーで濾過しました。 濾液をスイングバケット内で 2500 rpm で 3 分間遠心分離し、細胞ペレットを PBS 溶液で洗浄して (10 分間 2 ～ 3 回)、過剰な粘液を除去しました。 細胞内容物を１２００ｇで５分間遠心分離することによって濃縮し、一次固定液Ａ（０．１Ｍ ＰＢ緩衝液中０．５％グルタルアルデヒド２．０％パラホルムアルデヒド）中に再懸濁した。 これらのサンプルは、PAP 染色、IF、SEM、および TEM 用に処理されました。

PAP 染色では、200 μl の BALF を使用して、ポリ L-リジンでコーティングされたスライドガラス上で 800 rpm で 5 分間細胞スミアを調製し、90% エタノールで保存しました。 塗抹標本を水で 1 分間洗浄し、ヘマトキシリン染色を 2 ～ 4 分間行い、それぞれ水道流水、スコット水、再度水道水で 1 分間洗浄しました。 塗抹標本を 70%、95%、および 100% エタノールでそれぞれ 2 分間徐々に脱水し、オレンジ G で 4 分間処理し、徐々に脱水しました。 塗抹標本をエオシン染色液に 10 分間浸し、95% エタノールとアセトンでそれぞれ 2 分間処理しました。 最後に、染色された塗抹標本をキシレンで処理し（各 5 分間、3 回）、DPX にマウントしました。

免疫蛍光研究では、BALF サンプルを 0.1 M リン酸緩衝液で洗浄し (3 回)、ポリ-L-リジンでコーティングされたスライドガラス上に 10 μl のサンプルを用いてスミアを調製し、室温で風乾しました。 塗抹標本をＰＢＳＴ（１×リン酸緩衝食塩水、ＰＢＳ中０．１％ Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００）によって透過処理し、ブロッキング溶液（ＰＢＳ中２％ ＢＳＡ）とともに３０分間インキュベートした。 ブロッキング後、一次抗体 (Abcam ab275759、S1 スパイクタンパク質に対するポリクローナル抗体、希釈 1:500) とともに湿潤チャンバー内で室温で 4 時間インキュベートしました。 PBSで洗浄した後、蛍光団結合二次抗体(Alexa fluor-594結合抗ウサギ二次抗体、Abcam、カタログ番号-150,080; 希釈1:500;)を添加し、暗室で室温で1時間インキュベートした。 スメアをリン酸緩衝液で洗浄し、DAPI (1 μg/mL) を加えて 5 分間インキュベートしました。 過剰なＤＡＰＩをＰＢＳで洗浄することによって除去し、塗抹標本を９０％グリセロールでマウントした。 蛍光イメージングは​​、レーザー走査型共焦点顕微鏡 (Leica SP8、ドイツ) で実行されました。

SEM では、BALF の濃縮および一次固定細胞成分をエタノールで脱水し、臨界点乾燥しました (E-3100、Quorum Tech)。 サンプルはアルミニウムのスタブ上の両面テープに取り付けられ、金ベースのスパッタ コータ (HHV BT-150) で 180 秒間スパッタ コーティングされました。 電子顕微鏡写真は、加速電圧 20 kV、二次電子 (SE) 検出器による平均作動距離 8 ～ 10 mm、倍率 5,000 倍から 30,000 倍で動作する EVO18 (Zeiss、ドイツ) SEM で取得されました。

TEM イメージングでは、BALF の濃縮された細胞成分を、0.1 M リン酸緩衝液 (PB) 中の 2.5% グルタルアルデヒド + 2.0% パラホルムアルデヒドで主に固定しました。 細胞ペレットを０．１Ｍ ＰＢ（ｐＨ７．４）で洗浄し、０．１Ｍ ＰＢ（ｐＨ７．４）中の１％四酸化オスミウムで４℃で１時間後固定した（二次固定）。 ペレットを蒸留水で２時間洗浄し、５０％エタノール中の２％酢酸ウラニルを用いて一括染色で染色した。 これらのサンプルを再度蒸留水で洗浄し、エタノール系（５０％、７０％、８０％、９０％、１００％）で脱水した。 脱水ペレットにトルエン/樹脂を浸透させ、アラルダイト CY212 樹脂に埋め込みました。 ブロックを65℃で48時間重合させた。 UC7 ウルトラミクロトーム (Leica) を使用して超薄切片 (約 70 nm) を調製し、グリッド上にマウントしました。 切片を 5% 酢酸ウラニルおよび 5% クエン酸鉛で染色し、Talos F200 透過型電子顕微鏡 (Thermo Fisher Scientific) を使用して画像化しました。

軽度、中等度、重度の ARDS 様患者 (各 n = 8) の細胞が豊富な BALF サンプルをカルノフスキー溶液で固定し、PAP (細胞スミア)、IF (感染レベルの S タンパク質特異的抗体)、SEM (表面超微細構造）、および TEM イメージング（超微細構造情報）。 軽度の感染患者では合胞体は見つかりませんでした (追加ファイル 1. 図 S1)。 しかし、中等度および重度のARDS様患者では、異なる形態学および形状を有する単一の異なる細胞起源の合胞体細胞が観察された。 我々は、BALF 内で主に II 型肺細胞、好中球、単球、マクロファージが融合して合胞体細胞を形成していることを発見しました。 形状は円形から楕円形まで様々で、大きさは20μmから100μmまであります。

我々は、中等度感染患者のII型肺細胞によって生成される多核合胞体細胞を同定した。 PAPイメージングでは、II型肺細胞由来の合胞体における核の拡大と細胞質の凝縮を伴う反応性の細胞変化が示されました。 多核で緻密な空胞細胞の細胞質は、II 型肺細胞起源の合胞体細胞であることを確認します。 これらの細胞は、SARS-CoV-2 スパイクタンパク質特異的抗体による中程度の免疫蛍光を示し、ウイルスの存在を示しました。 SEMイメージングにより、肺細胞II型細胞の特徴である小さな微絨毛を伴う表面形態が明らかになりました（図1）。 TEM では、合胞体形成後の超微細構造変化をより深く理解できる可能性のある合胞体を見つけることができませんでした。

疾患の中期段階（最初の症状から 9 ～ 16 日後）の COVID-19 患者の II 型肺細胞の同型融合から生成された合胞体細胞。 (A) 多核の高密度の有核細胞と空胞細胞の細胞質は、PAP イメージングで II 型肺細胞を確認します。 (B) SARS-CoV-2 スパイクタンパク質特異的一次抗体を使用した中程度の免疫蛍光を伴う II 型肺細胞 (2 つ) の完全な膜融合は、ウイルスの存在を示します。 (C) II 型肺細胞の SEM 画像 (表面超微細構造) は、II 型肺細胞の特徴である小さな微絨毛様構造を示しました。 N、核。 白い矢印、SARS-CoV-2 ウイルス。 オレンジ色の矢印、微絨毛。

我々はまた、中等度の疾患状態において、PAP、IF、SEM、およびTEMの下で好中球起源の合胞体細胞を観察した。 PAPイメージングにより、複数の核（多葉核ではない）を持つ2つの好中球の合胞体形成が確認されました（図2A）。 免疫蛍光研究により、重篤な細胞感染と SARS-CoV-2 ウイルスの存在が確認されています。 典型的な好中球の特徴を持つ多核細胞は、その起源を裏付けています (図 2B)。 SEMイメージングにより、好中球由来の特徴（膜の突出を伴う粗い表面）を備えた約40μmの合胞体細胞が明らかになりました（図2C）。 TEM イメージングにより、2 つの隣接する好中球との原形質膜融合の開始が示されました (図 2D)。 これらの膜融合開始点は、より高い倍率ではっきりと見ることができ、これはウイルス感染後の合胞体形成の必須の初期段階である可能性があります (図 2E-F)。 これらの細胞の細胞質には、複数の未成熟ウイルス粒子と成熟ウイルス粒子が観察されました（矢印）。

好中球由来の合胞体細胞は、細胞膜融合の開始を示した。 (A) 好中球の起源を確認する、高密度の核と顆粒細胞質を含む​​合胞体の PAP イメージング。 (B) 複数の核を持つ好中球起点合胞体細胞と SARS-CoV-2 感染を確認する免疫蛍光 C. サイズ 40 μm の好中球起点合胞体細胞の SEM 画像。 多くのウイルス様粒子を含む原形質膜の突起を伴う粗い表面（白い矢印）により、好中球の起源が確認されました。 (D、E、F) シンシチウム形成 (膜融合) の開始を示す低倍率および高倍率の TEM 画像。 N、核。 M、ミトコンドリア。 P、ファゴソーム。 RB、残留体。 B、細菌。 Pse、仮足; 白い矢印、SARS-CoV-2 ウイルス。 黒い矢じり、膜の融合部位。

疾患の中程度の段階では、好中球と単球の融合による異型合胞体がいくつか観察されました。 これらの細胞は、PAP、IF、および TEM イメージングで観察されました。 IFイメージングにより、中等度から重度のSARS-CoV-2感染による好中球および単球による合胞体細胞の形成が確認されます（図3B〜C）。 TEM により、複数の場所で隣接する細胞 (黒い矢印) との原形質膜融合の開始が明らかになりました。 単球由来細胞 (中間細胞) は、二葉核、脂質体の存在、および貪食顆粒などの特徴的な超微細構造特徴を示しました (図 3D-G)。 超微細構造の特徴には、多数の一次アズール親和性 (大きく電子密度が高い)、二次特異的顆粒 (小さく、明るい染色)、原形質膜内の仮足、高度に折り畳まれた細胞膜、およびそれらを裏付ける単球に隣接する細胞の多数の食細胞が含まれます。好中球性顆粒球など。 これらの細胞は、細胞質内に比較的多数の成熟ウイルスを示しました (白い矢印)。

COVID-19 誘発性 ARDS 患者の複数の起源の細胞によって形成された合胞体細胞。 (A) 多葉および馬蹄形の核を持つ単球および好中球起源の PAP イメージング。 (B) 多葉核と中心性ヌクレインは、それぞれ、IF における中程度の SARS-CoV-2 感染を伴う好中球と単球細胞を確認します。 (CF) 異なる倍率の TEM イメージング下での単球と 2 つの隣接する好中球の間の膜融合。 単球は、活性脂質体および中心核の存在により同定された。 好中球顆粒と食細胞は、隣接する細胞の好中球の起源を確認します。 N、核。 M、ミトコンドリア。 RB、残留体。 L、脂質本体。 白い矢印、SARS-CoV-2 ウイルス。 黒い矢印、細胞膜の融合部位。

成熟した合胞体細胞は、軽度および中等度の感染患者のBALFでは観察されませんでした。 しかし、SEMイメージングでは、重度のARDS様患者では、楕円形の形態を有する大きなサイズ（最大100μm）の合胞体細胞が観察されました。 超微細構造表面形態は、好中球 (図 4A)、単球 (図 4B)、およびマクロファージ起源 (図 4C) を示します。 原形質膜および高度に折り畳まれた細胞膜における仮足の存在は、好中球の起源を裏付ける（図４Ａ）。 単球由来の他の成熟合胞体細胞は、その滑らかな表面と、食細胞を示す多くの細菌様構造の存在によって同定された(図4B)。 細胞質の突起や波状構造などの表面形態はマクロファージと類似している（図４Ｃ）。 このような成熟した合胞体はTEMでは観察されなかった。

SEM イメージングによる成熟合胞体細胞。 合胞体細胞は、(A) 好中球起源 (表面投影によって確認)、(B) 単球 (滑らかな表面によって識別)、および (C) マクロファージ起源 (細胞質投影) の複数の細胞の融合によって生成されました。 ARDS 様の COVID-19 患者 成熟した合胞体細胞は重度の ARDS 様の患者で観察されましたが、疾患の軽度または中等度の段階では観察されませんでした。 白い矢印、SARS-CoV-2 ウイルス。 B、細菌（オレンジ色の矢印）。

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) 感染によって引き起こされる COVID-19 疾患は、世界の公衆衛生に対する大きな脅威となっています [28、29]。 多くの患者では、症状は軽度のまま（軽度の発熱を伴う上気道感染症のみで、息切れや低酸素症はなく、SpO2 > 95%）、症状に応じた投薬により 4 ～ 7 日以内に自動的に解決します。 原発性 ARDS 様症状を発症した患者の中には、中等度の重症度（呼吸数 24/分以上、息切れ、室内空気での SpO2 レベル 90% ～ 93% 以下）で入院が必要な患者もいます。 最大数の患者は、最初の症状が出てから 8 ～ 15 日の間に中等度の病気のような症状を示しました。 しかし、新型コロナウイルス感染症患者の2～5％は、頻繁な呼吸障害、低SpO2（<90％）、高CTスコア（>16）を伴う重度のARDS様症状を発症した[30、31]。 発症17日目以降、より多くの患者が報告されました。 シンシチウムの形成は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の重症度と関連しています。 ただし、シンシチウムの形成は感染期間だけでなく、患者の免疫反応やウイルス量などの他の要因にも関連している可能性があります。 シンシチウムの形成がどのように新型コロナウイルス感染症の病因に寄与するのかはまだ完全には理解されていない。 したがって、患者の状態を均等にするために、疾患の重症度と感染後のサンプル収集日の両方のパラメータを採用しました。

肺の解剖サンプル（新型コロナウイルス感染症による死亡）の組織学的画像検査では、多核巨大合胞体細胞が示された[12、15、16、20]。 しかし、これらの剖検サンプルから合胞体形成の開始と疾患段階との相関を調査することは困難です。 これは、光学顕微鏡に基づく組織学的技術が、合胞体形成に関与する呼吸細胞および造血細胞を同定するのに適していないためである。 軽度感染した新型コロナウイルス感染症患者から採取した BALF サンプルの電子顕微鏡ベースの超微細構造研究では、合胞体は見つかりませんでした (追加ファイル 1。図 S1)。 これは、SARS-CoV-2 ウイルスが病気の初期段階では膜融合を開始しない可能性があることを示しています。 これは、ウイルスが増殖し、指向性を示し、疾患の初期段階で口腔および呼吸器上皮を含む最大数の細胞に感染して増殖する傾向があるためであると考えられる[32、33]。 この段階では、宿主の免疫反応がまだ効率的に活性化されていないため、ウイルスはその複製、伝播、免疫回避、炎症反応に特別な促進を必要としません。 しかし、病気の中期段階では、体液性および細胞性免疫反応が活性化されることにより、SARS-CoV-2 ウイルスの複製と蔓延に対して負圧が生じた[34]。 肺組織におけるマクロファージの活性化と顆粒球浸潤（好中球減少症）により、ウイルスは安全装置機構を活性化し、呼吸器細胞と造血細胞の原形質膜の融合を介して複製と播種を促進します[20、35、36]。 これは、疾患の中期段階で同一細胞と異型細胞との原形質膜融合が起こる理由である可能性があります（図1、2、3）。 この疾患段階では、完全に融合した二核 II 型肺細胞合胞体細胞が観察されました (図 1)。 しかし、疾患の同様の段階で、単球や好中球などの造血起源細胞で不完全な細胞膜融合（膜融合の開始）が観察されました（図2および3）。 これは、II型肺細胞が合胞体細胞形成を誘導するウイルスの最初の選択であり、これが複製と免疫応答からのウイルスの保護に役立つ可能性があることを示しています[21]。 これが、II型肺細胞由来合胞体細胞における高い蛍光（高度な感染と増殖を示す）の理由である可能性があります（図1）。 最近の研究もこれを裏付けており、SARS-CoV-2感染後の多核巨細胞形成の重要な洞察と結果を提供している[16、20]。 さらに、SARS-CoV-2 スパイクタンパク質を発現する in vitro ベロ細胞 (ACE2+) における相同合胞体の形成も報告されています [21]。

合胞体は、免疫細胞や中和抗体からウイルスを保護することにより、ウイルスの蔓延や免疫回避にも寄与している可能性があると仮説が立てられています[1、12]。 我々の研究では、疾患の中等期段階での同一（好中球における）および異型細胞融合（好中球と単球による）の開始は、これらの造血細胞におけるシンシチウム形成を開始するウイルス融合原タンパク質の過剰活性化を示している（図２および図３）。 3)。 ウイルススパイク（S）タンパク質は、感染細胞の表面で融合因子として機能し、隣接する細胞の受容体と相互作用して合胞体細胞を形成することが報告されている[37]。 S タンパク質は、ウイルス膜と細胞膜の融合を促進する能力に加えて、隣接する細胞の融合をさらに促進することができ、その結果、多核巨細胞が形成されます [12、14、15]。 この発見は、SARS-CoV-2誘発性合胞体が内部移行と細胞内細胞媒介排除のためにリンパ球を標的とし、潜在的に新型コロナウイルス感染症患者のリンパ球減少症と病因に寄与する可能性があるという最近の研究によっても裏付けられている[20]。

疾患の非常に後期かつ重症段階（ARDS様）で、好中球と単球由来の成熟した非常に大きなサイズの合胞体細胞（20～100μm）が発見されたことは、ウイルスの伝播と免疫回避における合胞体細胞の役割を示した。 これらの巨大合胞体細胞は、増殖と体の免疫応答からの保護に役立つ可能性があり、これが肺胞マクロファージの活性化、そして最終的にはサイトカインストームの原因となる可能性があります[20]。 成熟合胞体細胞は、剖検サンプルでは報告されていましたが、TEM イメージングでは同定されませんでした。 これは、感染した肺組織から患者の BALF へのそのような種類の細胞の放出が少ないことに起因すると考えられます。

シンシチウムの形成は、患者の免疫学的活性化が効率的に行われた後、SARS-CoV-2 ウイルスを保護し、増殖を助けるための重要なステップです。 今回の研究では、疾患の中期段階（9～16日）において、合胞体の形成がまず同型融合によってII型肺細胞で誘導され、その後、異型融合によって造血細胞（単球と好中球）で誘導されることが示された。 シンシチウムは疾患の後期に成熟し、20～100μmの大きな巨細胞を形成した。 合胞体の単一および異なる細胞起源に関するこの詳細な超微細構造研究は、合胞体細胞が病理にどの程度寄与しているかを調査し、新型コロナウイルス感染症の疾患生物学への洞察を提供する可能性がある。

生体サンプルの番号と患者の詳細は、追加ファイル 1: 補足表 1 にリストされています。

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患者から BALF を採取することを許可してくださったすべての患者の親族に感謝します。 SAIF-AIIMS ニューデリーは、SEM と TEM に提供される画像処理施設で知られています。 DST-FIST 共焦点顕微鏡施設は免疫蛍光研究でも認められています。 ICMR、SERB、AIIMS Intramural による資金提供が認められています。

この研究は、IUSSTF インド-米国仮想ネットワークの COVID-19 プログラム (IUSSTF/VN-COVID/007/2020) および DBT-SAHAJ プログラム (BT/INF/22/SP44285/2021) からの助成金によって支援されました。

電子顕微鏡施設、解剖学部、全インド医科学研究所、ニューデリー、デリー、110029、インド

シカ・チョーダリー、ラヴィ・P・ヤダブ、サブハシュ・チャンドラ・ヤダブ

麻酔科、疼痛医学、救命救急科、全インド医科学研究所、ニューデリー、デリー、110029、インド

シャイレンドラ・クマール

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SC は、サンプル処理、PAP および IF イメージングの標準化、電子顕微鏡検査、データの解釈、臨床記録の管理、および顕微鏡検査図の生成のための実験を実行しました。 SKはICU病棟からサンプルを採取した。 SK は研究の設計とサンプル収集戦略の標準化に関与しました。 RPY は原稿の準備と実験を手伝ってくれました。 SCY は研究を設計し、新型コロナウイルス感染症患者実験を実施および監督し、データを分析し、数値を生成し、原稿を執筆し、プロジェクトを指揮しました。 著者全員がこの原稿の最終草案を読み、承認しました。

スバス・チャンドラ・ヤダフへの通信。

現在の研究については、インドのニューデリーにある全インド医科学研究所（AIIMS）の施設倫理委員会（IEC）から倫理承認を得ました（参照番号IEC-307/27.04.2020、RP-10/202）。 SARS-CoV-2に感染し挿管された患者からのBALFサンプル採取については、すべての患者代表から書面による同意を得た。

著者全員がこの原稿の出版を承認しました。 競合する利益は該当しません。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Chaudhary、S.、Yadav、RP、Kumar、S. 他。 超微細構造研究により、新型コロナウイルス感染症患者の気管支肺胞液における単一かつ異型合胞体細胞の形成が確認された。 Virol J 20、97 (2023)。 https://doi.org/10.1186/s12985-023-02062-7

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受信日: 2022 年 11 月 23 日

受理日: 2023 年 5 月 2 日

公開日: 2023 年 5 月 19 日

DOI: https://doi.org/10.1186/s12985-023-02062-7

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