Airway epithelial CD47 plays a critical role in inducing influenza virus-mediated bacterial super-infection

Abstract

Respiratory viral infection increases host susceptibility to secondary bacterial infections, yet the precise dynamics within airway epithelia remain elusive. Here, I elucidate the pivotal role of CD47 in the airway epithelium during bacterial super-infection. I demonstrated that upon influenza virus infection, CD47 expression was upregulated and localized on the apical surface of ciliated cells within primary human nasal or bronchial epithelial cells. This induced CD47 exposure provided attachment sites for Staphylococcus aureus, thereby compromising the epithelial barrier integrity. Through bacterial adhesion assays and in vitro pull-down assays, I identified fibronectin-binding proteins (FnBP) of S. aureus as a key component that binds to CD47. Furthermore, I found that ciliated cell-specific CD47 deficiency or neutralizing antibody-mediated CD47 inactivation enhanced in vivo survival rates. These findings suggest that interfering with the interaction between airway epithelial CD47 and pathogenic bacterial FnBP holds promise for alleviating the adverse effects of super-infection.

호흡기 바이러스 감염은 세균 중복 감염에 대한 숙주의 감수성을 증가시킨 다. 그러나, 기도 상피에서의 바이러스 감염과 순차적 세균 감염 사이의 관계 는 불분명하다. 본 연구는 인플루엔자 바이러스 감염 후 추가적인 세균 중복 감염 시 기도 상피에서의 CD47의 중요한 역할을 정의한다. 인플루엔자 바이러 스 감염 시 유도되는 CD47은 상기도 및 하기도 상피세포의 섬모 세포에서 노 출된다는 것을 확인했다. 이러한 CD47 노출은 황색 포도상구균의 부착 부위를 제공하여 상피 세포의 장벽을 파괴한다. 세균 부착 분석 및 체외 풀다운 분석 을 통해 황색 포도상구균의 피브로넥틴 결합 단백질(FnBP)이 CD47에 결합하는 구성 요소로 밝혀졌다. 더욱이, 섬모 세포 특이적 CD47 결핍 또는 중화 항체 매개 CD47 불활성화가 생체 내 생존율을 향상시킨다는 것을 발견했다. 결론적 으로, 이러한 결과들은 기도 상피세포의 CD47과 병원성 세균 FnBP 사이의 상 호작용의 파괴가 세균 중복 감염의 해로운 영향을 개선할 수 있음을 시사한다.