巨噬细胞重塑气道上皮细胞培养模型中的细胞因子反应和细菌空间组织结构

抗生素耐药性细菌感染患病率的不断上升，凸显了对具有生理相关性的体外模型的需求，这类模型能够重现宿主—病原体相互作用。铜绿假单胞菌是一种具有临床重要性的机会致病菌，与医院获得性感染和慢性气道疾病相关，包括囊性纤维化；在这些疾病中，失调的炎症反应会促进疾病进展。尽管气液界面（ALI）模型推动了气道上皮研究的发展，但这类模型大多缺乏免疫成分，从而限制了其捕捉免疫—上皮相互作用的能力。在本研究中，我们扩展了先前建立的一种双细胞ALI模型，将人单核细胞来源的巨噬细胞纳入其中，以探究免疫背景、细菌剂量和时间如何影响早期感染动态。采用标准的BCi-NS1.1上皮单培养和巨噬细胞共培养模型，以低接种量（100菌落形成单位（CFU））和高接种量（1000 CFU）的铜绿假单胞菌（PAO1）进行感染，并在感染后10、16和24小时（hpi）进行分析。巨噬细胞的存在并未显著改变总细菌负荷，但明显影响了细胞因子反应和细菌空间组织。促炎性细胞因子〔白细胞介素（IL）-1a、IL-1b、肿瘤坏死因子（TNF）-a〕在双细胞培养模型中升高，而IL-6则表现出阈值依赖性反应，仅在较高细菌负荷下可检测到。共聚焦成像显示，巨噬细胞改变了细菌分布，与上皮单培养中观察到的簇状组织相比，促进了更为分散的分布模式。这些效应在较低细菌接种量下最为显著。综上，我们的研究结果表明，巨噬细胞通过调节炎症信号传导和细菌空间组织重塑早期感染动态，而不影响总体细菌负荷。本研究强调了在体外气道模型中引入免疫细胞的重要性。

巨噬细胞重塑气道上皮细胞培养模型中的细胞因子反应和细菌空间组织 | bioRxiv

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巨噬细胞重塑气道上皮细胞培养模型中的细胞因子反应和细菌空间组织

Alexander F Melanson，

Jenny J Persson，

Søren Molin，

Helle Krogh Johansen

doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.727787

Alexander F Melanson

1 Rigshospitalet/哥持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文依据 CC-BY-ND 4.0 国际许可协议 提供。

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发表于 2026 年 5 月 30 日。

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巨噬细胞重塑气道上皮细胞培养模型中的细胞因子反应和细菌空间组织

Alexander F Melanson，

Jenny J Persson，

Søren Molin，

Helle Krogh Johansen

bioRxiv

2026.05.27.727787；

doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.727787

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巨噬细胞重塑气道上皮细胞培养模型中的细胞因子反应和细菌空间组织

Alexander F Melanson，

Jenny J Persson，

Søren Molin，

Helle Krogh Johansen

bioRxiv

2026.05.27.727787；

doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.727787

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.727787v1?rss=1

🏷️ 巨噬细胞 气道上皮 铜绿假单胞菌 细胞因子反应 共培养模型 宿主-病原互作