SARS-CoV-2复制目标鼻纤毛细胞在COVID-19早期感染
了解病毒感染发生时可以为研究者提供重要线索发展策略来预防病毒传播和发展有效的治疗药物和疫苗。SARS-CoV-2、COVID-19的病原体进入宿主细胞通过病毒突起蛋白之间的相互作用和ACE2的胞外受体结合域。病毒进入细胞完成各种蛋白酶,使病毒和细胞膜融合在一起。而众所周知,上呼吸道变得妥协在感染早期,细胞病毒感染的确切类型在最早阶段尚未确定。
由导演KOH郭台铭年轻,血管研究中心的科学家们在基础科学研究所内,韩国,最近发现COVID-19感染的早期阶段所涉及的过程。小组完成这个结合免疫荧光染色(IFS)和单细胞RNA-sequencing (scRNA-seq)的分子参与病毒输入过程。通过这个,Koh和他的同事们发现了冠状病毒的确切目标在细胞水平上通过比较的结果COVID-19感染者与健康对照组。
研究者们首先寻找ACE2的存在,TMPRSS2, FURIN,它们主要SARS-CoV-2 entry-related分子,表面上的各种类型的鼻上皮细胞。发现这些蛋白质存在在大量纤毛细胞。此外,这些细胞的顶端(上)方面表现出更高水平的这些分子相比基底(底部)。这些蛋白质的水平是最高的完全分化multiciliated细胞。另一方面,病毒进入的蛋白质没有发现未分化的上皮细胞和分泌细胞,如杯状细胞。
接下来,研究人员进一步研究这些鼻上皮细胞使用scRNA-seq和可视化使用UMAP细胞到不同的集群。样本收集从4患者的第一天COVID-19诊断,这对两样本比较健康的捐赠者。发现multicilial细胞的比例大大减少了样本被感染的病人,尽管有分泌细胞和分化细胞的增加。这暗示multicilial细胞第一次攻击和杀死病毒,然后取而代之的是后一种类型的细胞。
这项研究还测量了SARS-CoV-2 mRNA转录水平在各种类型的细胞。在所有的上皮细胞在COVID-19感染患者中,38%的细胞被贴上SARS-CoV-2hi细胞。高达75%的检测基因在这些细胞被病毒的起源,而为其他集群的细胞不到1%。这意味着这些细胞作为SARS-CoV-2病毒的大规模生产的主要工厂。虽然不可能直接识别这些细胞通过RNA seq因为他们主要生产病毒mRNA,研究者采用pseudo-time-trajectory分析来预测他们的差异化道路。分化轨迹表明,SARS-CoV-2hi细胞可能起源于纤毛细胞。进一步假设分析受感染的病人的样本最终确定85%的SARS-CoV-2工厂实际上是multiciliated细胞。
本研究能够确定multiciliated鼻腔上皮细胞是第一个细胞靶向COVID-19早期感染。这意味着针对这些细胞使用特定治疗方法,如通过鼻腔喷雾剂,可以是一个理想的战略遏制COVID-19感染的早期阶段。
参考:安JH,金正日J,香港SP, et al。鼻纤毛细胞是主要目标SARS-CoV-2复制COVID-19的早期阶段。中国投资。2021;131 (13):e148517。doi:10.1172 / JCI148517
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