人类肺部和脑部瀑样SARS-CoV-2感染的反应不同

COVID-19,疾病大流行造成的冠状病毒SARS-CoV-2,主要是认为是呼吸道感染。然而,病毒也成为出名的影响身体的其他部位的方式不是很好理解,有时与长期的后果,如心律失常、疲劳和“脑雾。”

加州大学圣地亚哥医学院的研究人员正在使用瀑样干细胞,小球的人类细胞的外表和行为方式在实验室mini-organs菜——研究病毒如何与各种器官系统和开发治疗阻止感染。

“我们发现SARS-CoV-2不感染整个身体以同样的方式,”塔里克Rana说,博士、教授和部门的首席遗传学在加州大学圣地亚哥医学院儿科和穆尔斯癌症中心。“在不同的细胞,病毒触发不同的基因的表达,我们看到不同的结果。”

像许多器官,团队的肺部和脑部瀑样产生分子ACE2 TMPRSS2,坐在像门把手在细胞的外表面。SARS-CoV-2抓住这些门把手的突起蛋白进入细胞,建立感染。

Rana和团队开发了一种pseudovirus——SARS-CoV-2的非传染性的版本与绿色荧光蛋白标记,或GFP,明亮的分子来源于水母,帮助研究人员设想细胞的内部运作。荧光标签允许他们量化病毒的绑定的峰值蛋白质ACE2受体在人类肺癌和大脑瀑样,并评估细胞的反应。

团队惊讶地看到大约10倍多ACE2 TMPRSS2受体和相应更高的病毒感染肺部瀑样,比大脑瀑样。治疗病毒性峰值蛋白质或TMPRSS2抑制剂瀑样感染水平降低。

“我们看到的荧光点大脑瀑样,但肺瀑样,真的亮了起来,“Rana说。

除了传染性水平差异、肺和脑瀑样病毒对于他们的反应也有所不同。SARS-CoV-2-infected肺瀑样抽出分子打算召唤的帮助免疫系统——干扰素,细胞因子和趋化因子。感染大脑瀑样,另一方面,提高了其生产的其他分子,如TLR3 toll样受体家族的成员,一个基本的识别病原体的作用和激活先天免疫

Rana解释说,虽然初看上去像大脑瀑样反应只是另一种形式的免疫反应,这些分子也可以帮助在程序性细胞死亡。Rana的团队之前看到一个相似的大脑细胞应对Zika病毒,感染特技新生儿大脑发育。

“我们看到大脑细胞对病毒可能有助于解释一些神经COVID-19患者报告的影响,“Rana说。

当然,瀑样不精确的复制人体器官。举例来说,他们缺乏血管和免疫细胞。但是他们提供研究疾病的一个重要工具和测试潜在的治疗方法。根据Rana,瀑样更准确地模拟现实世界的人类状况比细胞系或动物模型已经改造过人类ACE2和TMPRSS2。

“在动物过度表达ACE2受体,你看到的一切照亮与感染,甚至大脑,所以每个人都认为这是真实的情况,”Rana说。“但我们发现,可能并非如此。”

pseudovirus除了自己的工作,团队通过应用验证他们的发现生活、传染性SARS-CoV-2肺部和脑部瀑样的生物安全三级实验室——一个设备专门设计和认证安全研究高风险的微生物。

现在Rana和合作者开发SARS-CoV-2抑制剂和测试它们如何工作在瀑样模型来自各种种族和种族背景的人代表加州的多样化的人口。他们最近获得新资金来自加州再生医学研究所支持的工作。

参考:卡林史密斯女子SK,王,D,房颤,Rana TM。揭示组织SARS-CoV-2感染和主机使用人类肺干细胞和脑瀑样反应。干细胞代表。2021:S2213671121000850。doi: 10.1016 / j.stemcr.2021.02.005

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