

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文檔簡(jiǎn)介
1、衣原體(Chlamydia)是一類革蘭氏染色陰性的專性細(xì)胞內(nèi)寄生菌,其中包括人們所熟知的人類致病菌沙眼衣原體(C.trachomatis、Ct)和肺炎衣原體(C.pneumoniae、Cpn)。衣原體通過(guò)感染結(jié)膜、呼吸道以及生殖道粘膜上皮細(xì)胞導(dǎo)致廣泛的人類疾病。沙眼衣原體是最常見(jiàn)的導(dǎo)致性傳播疾病的病原菌,并能引起多種長(zhǎng)期后遺癥,如慢性盆腔炎,不孕癥,異位妊娠。而沙眼衣原體中的沙眼血清型還是引起可預(yù)防性感染性失明的主要原因。肺炎衣原體是一
2、系列人類急慢性呼吸道疾病的病因,如上呼吸道感染,肺炎以及慢性阻塞性肺疾病(COPD)。最新的研究還顯示了肺炎衣原體與動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病以及部分腦神經(jīng)失調(diào)的發(fā)展和高風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。流行病學(xué)研究表明衣原體感染仍然是嚴(yán)重的世界范圍內(nèi)的公共健康問(wèn)題。雖然抗生素治療對(duì)衣原體感染有效,但是由于衣原體感染通常以無(wú)癥狀的隱形感染形式存在,使得被感染者不能及時(shí)的尋求診斷和治療,從而在一定程度上限制了抗生素治療對(duì)衣原體感染的控制力。因此,開(kāi)發(fā)安全有效的
3、疫苗對(duì)于干預(yù)高流行性衣原體感染和預(yù)防長(zhǎng)期后遺癥具有更加重要的意義。迄今為止,由于缺乏對(duì)衣原體感染免疫機(jī)制的深入了解,尚無(wú)預(yù)防衣原體感染的有效疫苗。
對(duì)宿主抗感染機(jī)制的最新研究進(jìn)展揭示了固有免疫和適應(yīng)性免疫的連接在控制和清除感染性疾病中的重要作用。NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞是固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分,其作用涉及多種類型的疾病,并在連接固有免疫和適應(yīng)性免疫中發(fā)揮橋梁作用。雖然它們分屬于不同的細(xì)胞譜系,但NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞表現(xiàn)出驚
4、人的相似性,例如表達(dá)相同的NKR-P1和Ly49受體,具有無(wú)需前期致敏即發(fā)揮效應(yīng)功能的能力。它們?cè)谧畛醯目垢腥径窢?zhēng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,并且通過(guò)與樹(shù)突狀細(xì)胞的相互作用對(duì)適應(yīng)性免疫的建立和發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。一些前期研究揭示了NK和NKT細(xì)胞應(yīng)答涉及多種類型的衣原體感染。NKT細(xì)胞在控制兩種不同的衣原體鼠型衣原體C.muridarum(Cm)和肺炎衣原體C.pneumoniae(Cpn)感染中發(fā)揮不同作用。NK細(xì)胞在Cm小鼠生殖道感染中起保護(hù)性作
5、用,但是對(duì)RAG-/-小鼠Cpn肺感染模型的研究顯示NK細(xì)胞在固有的抗感染機(jī)制中似乎不起作用。雖然這些研究顯示了NK細(xì)胞涉及宿主抗衣原體感染的現(xiàn)象,但是NK細(xì)胞發(fā)揮其功能的具體機(jī)制仍然不清楚。此外,在衣原體感染中,NK與NKT這兩種重要的固有免疫細(xì)胞之間的相互關(guān)系尚無(wú)報(bào)道。
在本研究中,利用抗體封閉策略以及基因缺陷小鼠,我們著重探討了兩方面的問(wèn)題:1)采用兩種不同的衣原體感染模型,研究衣原體感染中NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的
6、調(diào)節(jié)作用。2)NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)作用的機(jī)制。
(一)NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞兩種主要功能(IFN-γ的產(chǎn)生和殺傷功能)的調(diào)節(jié)作用,以及這種作用與NK細(xì)胞亞型
自然殺傷T細(xì)胞(NKT細(xì)胞)是一類獨(dú)特的T淋巴細(xì)胞亞群。NKT細(xì)胞作為一種調(diào)節(jié)細(xì)胞能夠影響多種免疫細(xì)胞(如樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞和NK細(xì)胞)功能的調(diào)節(jié),同時(shí)作為一種效應(yīng)細(xì)胞能夠殺傷腫瘤細(xì)胞。一些研究利用α-GalCer對(duì)NKT細(xì)胞的
7、特異性激活作用揭示了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用。但是這種調(diào)節(jié)是否在疾病狀態(tài)以及天然微生物感染中同樣發(fā)揮作用目前尚不清楚。本研究在Cm呼吸道感染模型中,利用NKT細(xì)胞缺陷小鼠和抗體封閉(anti-CDld mAb)策略,闡明了在衣原體感染中NKT細(xì)胞是否能夠影響NK細(xì)胞的免疫應(yīng)答,揭示了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ以及對(duì)靶細(xì)胞殺傷的不同調(diào)節(jié)效應(yīng)。
1.體外實(shí)驗(yàn)中,鼠全脾細(xì)胞感染Cm后NK和NKT細(xì)胞的應(yīng)答情況將未感染
8、C57BL/6鼠全脾細(xì)胞在體外與活的Cm原體(EB)共培養(yǎng),在感染后的不同時(shí)間點(diǎn),我們通過(guò)采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)了細(xì)胞表面早期活化標(biāo)志CD69的表達(dá),從而評(píng)估NKT細(xì)胞(NK1.1+CD3e+)以及NK細(xì)胞(NK1.1+CD3e-)的活化情況。同時(shí)我們利用細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子染色技術(shù)檢測(cè)了這兩種細(xì)胞IFNγ的產(chǎn)生水平。結(jié)果顯示:Cm體外感染迅速增加了CD69在NK及NKT細(xì)胞上的表達(dá),誘導(dǎo)了NK和NKT細(xì)胞IFNγ的迅速產(chǎn)生。上述體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明
9、衣原體感染可以誘導(dǎo)NKT細(xì)胞和NK細(xì)胞的活化以及IFNγ產(chǎn)生。
2.體外培養(yǎng)系統(tǒng)中,Cm活化的NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的影響。
為了分析在衣原體感染中NKT細(xì)胞是否能夠影響NK細(xì)胞,我們?cè)隗w外感染系統(tǒng)中比較了野生型小鼠和NKT基因敲除小鼠(Jα18-/-)脾臟NK細(xì)胞的應(yīng)答情況。通過(guò)在不同時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)CD69和IFNγ的表達(dá)情況,我們發(fā)現(xiàn):相對(duì)與野生型小鼠,NKT KO小鼠的NK細(xì)胞表現(xiàn)出顯著降低的CD69表達(dá)。由
10、于NKT細(xì)胞的活化主要依賴于CD1d-TCR的相互作用,因此我們?cè)谂囵B(yǎng)野生型小鼠脾細(xì)胞的加入CD1d封閉抗體,從而進(jìn)一步確認(rèn)NKT細(xì)胞活化對(duì)NK細(xì)胞的影響。用抗體封閉CD1d與TCR的相互作用從而阻斷NKT細(xì)胞的活化,顯著抑制了NK細(xì)胞CD69的表達(dá)和IFNγ的產(chǎn)生。利用NKT KO鼠以及CD1d抗體封閉實(shí)驗(yàn),我們證實(shí)了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞活化和細(xì)胞因子產(chǎn)生的重要調(diào)節(jié)作用。然而NK細(xì)胞CD69表達(dá)和IFNγ產(chǎn)生并非完全依賴于NKT細(xì)胞。
11、
3.體內(nèi)Cm感染模型中,NKT和NK細(xì)胞的活化及擴(kuò)增
在體外感染系統(tǒng)中,我們已經(jīng)揭示了Cm感染后NKT和NK細(xì)胞的活化以及NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的影響。繼而,我們進(jìn)一步在衣原體體內(nèi)感染模型中觀察了NKT和NK細(xì)胞對(duì)衣原體呼吸道感染的應(yīng)答情況。Cm肺感染后,兩種細(xì)胞在淋巴細(xì)胞中百分比均顯著增加,同時(shí)兩種細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)也明顯增加。除此以外,我們還觀察到肺NKT細(xì)胞和NK細(xì)胞增加了CD69的表達(dá)。脾臟中有類似的現(xiàn)象。
12、結(jié)果說(shuō)明Cm呼吸道感染可以誘導(dǎo)NKT和NK細(xì)胞的活化及數(shù)目的擴(kuò)增,從而進(jìn)一步驗(yàn)證了體外實(shí)驗(yàn)中所得到的結(jié)果。
4.Cm呼吸道感染后NK細(xì)胞的功能改變
在觀察到Cm肺感染中NK細(xì)胞的活化及數(shù)目的擴(kuò)增后,我們進(jìn)一步檢測(cè)了NK細(xì)胞活化后功能的變化,包括IFNγ的產(chǎn)生以及對(duì)靶細(xì)胞的殺傷效應(yīng)。結(jié)果顯示:肺NK細(xì)胞在感染后第一天就表現(xiàn)出迅速加強(qiáng)的IFNγ分泌。流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)NK細(xì)胞表面CD107a的表達(dá)情況,顯示Cm的感染
13、顯著加強(qiáng)了NK細(xì)胞的脫顆粒作用,即增強(qiáng)了殺傷功能。以上結(jié)果提示我們?cè)贑m肺感染過(guò)程中,NK細(xì)胞不僅快速產(chǎn)生了IFNγ,而且顯示出增強(qiáng)的殺傷功能。
5.NKT細(xì)胞缺陷對(duì)NK細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)
為了進(jìn)一步研究衣原體感染后NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用,我們首先比較了野生型小鼠和NKT KO鼠在衣原體感染后脾臟和肺部NK細(xì)胞數(shù)目的改變:NKT KO鼠在Cm感染后,脾和肺NK(CD3-NK1.1+)的百分比和絕對(duì)數(shù)均顯著
14、低于野生型小鼠。其次,我們比較了感染后兩種小鼠NK細(xì)胞IFNγ的產(chǎn)生和脫顆粒作用從而進(jìn)一步檢測(cè)NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的影響。感染后3天,NKT缺陷小鼠的肺和脾臟中產(chǎn)IFNγ的NK細(xì)胞的百分比明顯低于野生型小鼠。相反,NKT缺陷小鼠的肺和脾臟NK細(xì)胞在YAC-1的刺激下脫顆粒的水平(即CD107a的表達(dá))反而明顯高于野生型小鼠。以上結(jié)果提示,NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的擴(kuò)增有正向的積極的影響,但是,NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的影響則顯示出相反的
15、作用,即,在Cm感染過(guò)程中NKT細(xì)胞促進(jìn)了NK細(xì)胞IFNγ的產(chǎn)生但卻抑制了NK細(xì)胞的殺傷功能。
6.NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)作用與NK亞型的關(guān)系。
在前面的實(shí)驗(yàn)中,我們已發(fā)現(xiàn)NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ和殺傷功能的調(diào)節(jié)是不同的。如前所述,NK的不同亞群在其功能上各有偏重。而NKT細(xì)胞對(duì)NK兩種功能(IFNγ和殺傷)的調(diào)節(jié)差異,可能和NKT細(xì)胞針對(duì)NK細(xì)胞各個(gè)亞群調(diào)節(jié)作用的差異有關(guān)?;贜K1.1+C
16、D3e-NK細(xì)胞上CD11b和CD27的表達(dá),我們分別檢測(cè)了Cm感染后野生型小鼠和NKT KO鼠NK細(xì)胞亞群的比例:相對(duì)野生型小鼠,感染后NKT KO鼠中NK細(xì)胞各個(gè)亞群的百分比發(fā)生明顯變化。結(jié)果說(shuō)明,NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的成熟有一定影響,表現(xiàn)在NK亞型比例的改變,但是這種影響在感染的組織(肺)中是很微小的。
進(jìn)一步我們探討了NK細(xì)胞亞型的功能,包括檢測(cè)脾臟和肺中不同NK亞型的IFNγ產(chǎn)生和殺傷功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Cm感染過(guò)程
17、中脾臟和肺的各個(gè)NK細(xì)胞亞群在產(chǎn)生IFNγ以及殺傷過(guò)程中表達(dá)CD107a的能力有所不同,CD27highCD11bhighNK細(xì)胞在所有的NK細(xì)胞亞群中產(chǎn)生IFNγ的能力最高,并在殺傷過(guò)程中表達(dá)最高水平的CD107a。比較野生型小鼠和NKT KO小鼠中NK細(xì)胞亞群的功能差異,我們發(fā)現(xiàn),NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞不同功能的不同調(diào)節(jié)作用在不成熟的CD27highCD11blow和終末成熟的CD27lowCD11bhigh曲NK細(xì)胞亞群有所體現(xiàn),在
18、較成熟CD27highCD11bhigh曲NK細(xì)胞亞群中表現(xiàn)的更加顯著。
(二)樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)參與了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)
前期的研究報(bào)道了NKT細(xì)胞在Cm和Cpn感染中的不同作用并導(dǎo)致了不同的疾病結(jié)果。因此,我們進(jìn)一步研究了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)作用在Cpn感染中是否有所差異。
1.C.pneumoniae感染誘導(dǎo)NK細(xì)胞的迅速擴(kuò)增
19、 首先,我們檢測(cè)了C.pneumoniae肺感染后NK細(xì)胞應(yīng)答的動(dòng)力學(xué)模式。收集感染前和感染后不同時(shí)間點(diǎn)的肺單個(gè)核細(xì)胞以及脾細(xì)胞,通過(guò)免疫熒光染色和流式細(xì)胞術(shù)分析NK細(xì)胞的數(shù)量變化,結(jié)果顯示NK1.1+CD3e-細(xì)胞的百分比和絕對(duì)數(shù)在感染后第一天開(kāi)始上升,在感染后第3天達(dá)到峰值。隨后NK細(xì)胞逐漸減少大約在第9天回到基礎(chǔ)水平。
2.C.pneumoniae感染后NK細(xì)胞迅速活化并產(chǎn)生IFNγ
為了確定感染后N
20、K細(xì)胞是否改變了活化狀態(tài),我們檢測(cè)了肺臟和脾臟NK細(xì)胞表面兩種早期活化標(biāo)志CD69和CD25的表達(dá)變化。我們發(fā)現(xiàn):C.pneumoniae感染后24小時(shí)NK細(xì)胞即快速上調(diào)了CD69的表達(dá)。同時(shí),細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子染色顯示,NK細(xì)胞活化后產(chǎn)生大量IFNγ。結(jié)果表明,肺炎衣原體呼吸道感染進(jìn)程中,無(wú)論是在免疫器官還是感染部位NK細(xì)胞均發(fā)生迅速的活化并產(chǎn)生大量的IFNγ。
3.NKT細(xì)胞缺陷對(duì)NK細(xì)胞的擴(kuò)增沒(méi)有影響,但降低了NK細(xì)胞的
21、活化水平
為了檢測(cè)在C.pneumoniae感染中NKT細(xì)胞是否能夠影響NK細(xì)胞的活化。首先,我們比較了感染前后野生型小鼠和NKT缺陷小鼠NK細(xì)胞數(shù)目的變化。我們發(fā)現(xiàn)NKT細(xì)胞的缺失并沒(méi)有影響NK細(xì)胞的擴(kuò)增。其次,我們比較了兩種小鼠NK細(xì)胞活化狀態(tài)的不同。通過(guò)檢測(cè)感染后NK細(xì)胞表面活化標(biāo)志CD69和CD25的變化,我們發(fā)現(xiàn):感染后第一天起,NKT缺陷小鼠相較與野生型小鼠NK細(xì)胞表達(dá)CD69的顯著降低。同時(shí),NKT細(xì)胞缺陷小
22、鼠肺部NK細(xì)胞表達(dá)CD25也低于野生型小鼠。NKT細(xì)胞缺陷對(duì)脾臟NK細(xì)胞的活化狀態(tài)的影響與肺部相似。結(jié)果說(shuō)明,C.pneumoniae感染后NKT細(xì)胞能夠促進(jìn)NK細(xì)胞的活化。
4.NKT細(xì)胞缺陷導(dǎo)致了NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ的減少
NKT細(xì)胞缺陷導(dǎo)致的NK細(xì)胞活化水平的降低不僅表現(xiàn)在NK細(xì)胞表型的變化上,NK細(xì)胞產(chǎn)IFNγ的功能也受到了影響。感染后,NKT缺陷小鼠來(lái)源的肺NK細(xì)胞IFNγ的染色陽(yáng)性率顯著低于野生型
23、小鼠。同樣,脾臟NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ的水平在NKT缺陷小鼠也有明顯的降低。C.pneumoniae肺感染的過(guò)程中,NKT細(xì)胞促進(jìn)了感染早期NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ。
5.NKT細(xì)胞缺陷影響了NK細(xì)胞不同亞型的相對(duì)分布比例,但NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ的降低并不局限于特定的NK細(xì)胞亞型
前面的實(shí)驗(yàn)中,我們已經(jīng)證實(shí)了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞活化程度和IFNγ產(chǎn)生的促進(jìn)作用,接下來(lái),我們檢測(cè)了NK細(xì)胞功能的改變是否與NK細(xì)胞亞型
24、的變化有關(guān)。脾臟NK細(xì)胞4個(gè)亞型的相對(duì)百分比在感染前的NKT缺陷小鼠和野生型小鼠間沒(méi)有區(qū)別。而C.pneumoniae感染后,與野生型小鼠相比,NKT缺陷小鼠中CD11blowWCD27highNK細(xì)胞明顯增加,而CD11bhighCD27lowNK細(xì)胞明顯減少,表明NKT細(xì)胞影響了感染后NK細(xì)胞的成熟。另外,對(duì)NK細(xì)胞亞型產(chǎn)IFNγ的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),NKT細(xì)胞缺陷顯著降低了NK細(xì)胞各個(gè)亞型IFNγ的陽(yáng)性率,說(shuō)明NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)IFNγ
25、功能的影響是統(tǒng)一的,并不局限于某一特定的亞型。
6.NKT細(xì)胞缺陷小鼠來(lái)源的DC降低了誘導(dǎo)NK細(xì)胞活化的能力
樹(shù)突狀細(xì)胞作為免疫系統(tǒng)的哨兵在啟動(dòng)免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。DC通過(guò)細(xì)胞間的接觸和可溶性細(xì)胞因子誘導(dǎo)NK細(xì)胞活化。我們推測(cè)NKT缺陷小鼠中NK細(xì)胞功能的改變可能是由于DC功能的變化引起的。為驗(yàn)證這一假設(shè),我們進(jìn)行了DC與NK細(xì)胞共培養(yǎng)的體外試驗(yàn),研究結(jié)果顯示,與Cpn感染W(wǎng)T小鼠的DC相比,未活化NK
26、細(xì)胞與Cpn感染NKT缺陷小鼠的DC共培養(yǎng)時(shí)NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ的能力下降。結(jié)果說(shuō)明,DC可能參與了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)IFNγ功能的調(diào)節(jié)過(guò)程。
7.NK細(xì)胞在宿主抗Cpn呼吸道感染中的作用
研究顯示,RAG-1缺陷小鼠中,NK細(xì)胞對(duì)于宿主抵抗C.pneumoniae感染不是必須的。然而最新的一項(xiàng)研究顯示,在C.muridarum肺感染中,NK細(xì)胞通過(guò)對(duì)Th1應(yīng)答的增強(qiáng)作用加強(qiáng)了機(jī)體對(duì)衣原體感染的抵抗性。在
27、免疫功能完整的野生型小鼠中,NK細(xì)胞在宿主抗Cpn呼吸道感染中的作用尚不清楚。因此,我們檢測(cè)了野生型小鼠的NK細(xì)胞在抵抗C.pneumoniae感染中的作用。我們?cè)诟腥厩凹案腥具^(guò)程中用anti-Asiola GM1抗體去除NK細(xì)胞,研究發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞的消除加重了Cpn肺感染,與WT鼠相比,NK細(xì)胞消除小鼠表現(xiàn)出更嚴(yán)重的體重?fù)p失和肺部細(xì)菌負(fù)荷。以上結(jié)果表明,NK細(xì)胞在宿主抗Cpn呼吸道感染中起保護(hù)性作用。
綜上所述,本研究得出
28、以下結(jié)論:首先,在Cm呼吸道感染模型中,衣原體感染后NKT和NK細(xì)胞迅速活化(CD69表達(dá)上調(diào))并產(chǎn)生IFNγ,在衣原體感染中NKT細(xì)胞能夠影響NK細(xì)胞的免疫應(yīng)答,NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ以及對(duì)靶細(xì)胞殺傷功能具有不同的調(diào)節(jié)效應(yīng),在這種感染模型中NKT細(xì)胞優(yōu)先的促進(jìn)了NK細(xì)胞IFNγ的產(chǎn)生但是卻抑制了其殺傷功能。進(jìn)一步地,這種對(duì)NK細(xì)胞不同功能的不同調(diào)節(jié)作用在不成熟的CD27highCD11blow和終末成熟的CD27lowCD1
29、1bhighNK細(xì)胞亞群有所體現(xiàn),但在較成熟CD27highCD11bhighNK細(xì)胞亞群中表現(xiàn)的更加顯著。另外,在Cpn呼吸道感染模型中NKT細(xì)胞同樣表現(xiàn)出對(duì)NK細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用,促進(jìn)了NK細(xì)胞IFNγ的產(chǎn)生。這種調(diào)節(jié)功能并不局限于某種特定的NK細(xì)胞亞型。通過(guò)DC與NK細(xì)胞共培養(yǎng)的體外試驗(yàn),我們進(jìn)一步闡明感染后NKT缺陷小鼠中DC功能的變化可能是導(dǎo)致NK細(xì)胞減少IFNγ的產(chǎn)生的原因之一,樹(shù)突狀細(xì)胞參與了NKT細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)。<
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