近日，微生物学知名期刊PLOS Pathogens在线发表了中国农业大学动物医学院胡艳欣教授和动物科技学院刘国世教授的研究论文《褪黑素通过抑制肥大细胞的活化和细胞因子风暴以减轻H1N1感染小鼠的肺损伤》（Melatonin alleviates lung injury in H1N1-infected mice by mast cell inactivation and cytokine storm suppression）。该研究揭示了内源性和外源性褪黑素表达与A型流感病毒致病性的关系，外源性褪黑素可以有效抑制病毒感染早期“哨兵细胞”肥大细胞的活化，从而减轻由“细胞因子风暴”引发的炎性肺损伤。

肥大细胞被喻为“哨兵细胞”，广泛分布于机体结缔组织以及呼吸道等黏膜表面，通过脱颗粒的方式执行血管通透性的调节、平滑肌收缩、免疫效应细胞的募集等功能，是机体抵抗外来微生物感染的第一道防线。胡艳欣教授课题组持续10余年聚焦肥大细胞在呼吸道病原微生物感染致病过程中的作用及机制，2012年首次证实了鼻黏膜、肺组织中的肥大细胞在A型流感病毒（Influenza A Virus，IAV）感染致小鼠肺损伤的过程中发挥了重要作用。

IAV是常见的呼吸道病原体之一，可导致急性肺损伤，发病率高，对畜禽养殖业造成巨大的经济损失，同时严重威胁人类健康。褪黑素不仅具有昼夜节律调节作用，还具有良好的免疫调节作用，在抗感染、抗肿瘤等疾病中具有潜在的临床应用价值。因此，探讨褪黑素对IAV所致肺损伤的保护作用及其机制具有重要意义。

内源性褪黑素的表达量与IAV的致病性密切相关。如下图所示，与血液中褪黑素“昼低夜高”的表达趋势不同，鼻黏膜和肺组织中的褪黑素在白天的表达量显著高于夜晚；在白天攻毒（IAV）的小鼠存活率显著高于夜晚攻毒的小鼠，即小鼠存活率的高低与感染IAV时小鼠呼吸道组织中褪黑素的表达量成正相关；这一现象也在褪黑素合成障碍小鼠（AANAT-/-）试验中得到证实，AANAT-/-小鼠在感染IAV后表现出更高的死亡率和更严重的肺组织损伤。

IAV感染早期肥大细胞活性被抑制是褪黑素抗IAV的关键步骤。如下图所示，褪黑素可通过MT2受体结合并下调肥大细胞HIF-1通路相关因子的表达，减少促炎因子的释放，从而导致肺组织中巨噬细胞和中性粒细胞的迁移和活化减少，进而通过靶向肥大细胞抑制IAV感染导致的肺泡上皮细胞凋亡和肺损伤，最终达到提高IAV感染小鼠的存活率的效果。该项工作丰富了以“肥大细胞”为靶细胞防治重大动物疫病的研究，同时为褪黑素在畜禽疫病防控中的应用开辟了新的领域。

该研究由中国农业大学杨汉春教授国家级创新团队成员胡艳欣教授和动物科技学院、北京京瓦农业科技创新中心的刘国世教授共同指导完成，动物医学院已毕业博士霍彩云、唐玉玲和在读博士李鑫森为论文第一作者。该研究得到了中国农业大学“人才培育发展支持计划”、家畜产业技术体系北京创新团队和国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37200384/