February 24, 2021

在实验室测试中,人的肺和脑类器官对SARS-CoV-2感染的反应不同

大流行冠状病毒SARS-CoV-2引起的疾病COVID-19主要被视为呼吸道感染。然而,这种病毒还以不甚了解的方式影响身体的其他部位而广为人知,有时还会带来长期后果,例如心律不齐,疲劳和“脑雾”。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院的研究人员正在使用源自干细胞的类器官-人类的小球 它看起来像实验室中的微型器官,并且像微型器官一样工作,以研究病毒如何与各种器官系统相互作用,并开发出阻止感染的疗法。

“我们发现SARS-CoV-2不会以相同的方式感染整个身体,”圣地亚哥加州大学小儿科遗传学系主任兼教授塔里克·拉纳(Tariq Rana)博士说。医学院和摩尔斯癌症中心。 “在不同的细胞类型中,病毒触发了不同基因的表达,我们看到了不同的结果。”

Rana的小组于2021年2月11日在 干细胞报告.

像许多器官一样,团队的肺部和 类器官产生分子ACE2和TMPRSS2,它们像门把手一样位于细胞的外表面。 SARS-CoV-2用其刺突蛋白抓住这些门把手,作为进入细胞并建立感染的一种手段。

Rana和小组开发了一种伪病毒(SARS-CoV-2的非感染性版本)并将其标记为 或GFP,一种来自水母的明亮分子,可帮助研究人员可视化细胞的内部工作原理。荧光标记使他们能够量化病毒的刺突蛋白与人肺和脑类器官中的ACE2受体的结合,并评估细胞的反应。

研究小组惊讶地发现,与脑类器官相比,肺类器官中的ACE2和TMPRSS2受体增加了约10倍,相应的病毒感染率也更高。用病毒刺突蛋白或TMPRSS2抑制剂治疗可降低两种类器官的感染水平。

Rana说:“我们在大脑类器官中看到了荧光点,但实际上是肺类器官发光了。”

除了感染水平的差异外,肺和脑类器官对病毒的反应也有所不同。感染SARS-CoV-2的肺类器官排出了旨在召唤免疫系统帮助的分子-干扰素,细胞因子和趋化因子。另一方面,受感染的大脑类器官动物会增加其其他分子的产生,例如TLR3,它是Toll样受体家族的成员,在病原体识别和先天免疫激活中起着重要作用。

拉娜解释说,虽然乍一看似乎大脑的类器官反应只是免疫反应的另一种形式,但这些分子也可以帮助程序性细胞死亡。拉娜(Rana)的研究小组此前曾发现类似的脑细胞对寨卡病毒(Zika virus)的反应,这种感染已知会阻碍新生儿大脑的发育。

Rana说:“我们看到脑细胞对该病毒的反应方式可能有助于解释COVID-19患者所报告的某些神经系统作用。”

当然,类器官不是人体器官的精确复制品。例如,它们缺乏血管和免疫细胞。但是它们提供了研究疾病和测试潜在疗法的重要工具。根据Rana的说法,类器官比模拟过表达人类ACE2和TMPRSS2的细胞系或动物模型更准确地模拟了现实世界中的人类状况。

Rana说:“在过度表达ACE2受体的动物中,您会看到所有东西都被感染,甚至大脑都照亮了,所以每个人都认为这是真实情况。” “但是我们发现情况可能并非如此。”

除了使用伪病毒进行研究外,该小组还通过将活的传染性SARS-CoV-2应用于肺部和肺部,验证了他们的发现。 在3级生物安全实验室中-一种专门设计和认证的设施,可以安全地研究高危微生物。

现在,Rana和合作者正在开发SARS-CoV-2抑制剂,并测试它们在其中的作用 这些模型来自代表加利福尼亚州不同人口的各种种族和种族背景的人。他们最近从加利福尼亚再生医学研究所获得了新的资助,以支持这项工作。



更多信息: Shashi Kant Tiwari等。使用源自人类干细胞的肺和脑类器官揭示组织特异性SARS-CoV-2感染和宿主反应, 干细胞报告 (2021年)。 DOI:10.1016 / j.stemcr.2021.02.005
期刊信息: 干细胞报告

引文: 在实验室测试中,人的肺和脑类器官对SARS-CoV-2感染的反应不同(2021年2月24日) 2021年2月26日检索 from //xasqxhb.com/news/2021-02-human-lung-brain-organoids-differently.html
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