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    Protein & Cell 期刊發表我校研究新冠病毒新成果

    時間:2020-12-14 23:28:01  來源:   編輯:張淼  作者:榮知立  點擊:

    近日,基礎醫學院腫瘤研究所榮知立團隊和武漢病毒所陳新文團隊,在Protein & Cell(2019年影響因子10.164)雜志上合作發表題為“Host metabolism dysregulation and cell tropism identification in human airway and alveolar organoids upon SARS-CoV-2 infection”的研究論文。武漢病毒所裴榮娟副研究員和我校2018級博士生馮健琦為共同第一作者,榮知立和陳新文為共同通訊作者。

    2020年全球爆發新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)引起的新冠肺炎(COVID-19)大流行。新冠病毒首要靶向人肺部上皮細胞,導致急性呼吸窘迫綜合征,嚴重威脅人類健康。傳統的病毒研究主要使用細胞模型和動物模型,但是體外細胞模型不能有效模擬體內的多細胞環境,而動物模型則存在明顯的物種差異,從而導致這些模型都有各自明顯的局限性。類器官是由干細胞衍生的體外三維培養物,具有與器官類似的細胞組成、結構排布和功能作用,相比于細胞模型和小鼠模型可以更好的模擬人體生理條件,是疾病模擬和藥物篩選的關鍵平臺。

    該研究建立了基于人類胚胎干細胞(hESCs)來源的肺類器官,包括肺氣管類器官和肺泡類器官,二者皆表達新冠病毒受體血管緊張素轉換酶II(ACE2)。肺類器官可被新冠病毒感染,并復制產生具有感染性的子代病毒。細胞層面解析發現感染細胞為纖毛細胞、棒狀細胞(Club cells)和II型肺泡細胞,它們依次位于氣道近端到遠端以至肺泡末端,覆蓋新冠病毒在肺內感染和傳播的可能完整路徑。電鏡成像清晰捕捉到病毒復制和釋放的特征結構以及腔面、側面和基底面的播散途徑,并發現亞細胞器層面的細胞死亡等病理改變。RNA-seq從分子層面揭示宿主細胞對病毒感染的早期響應,主要為已知的炎癥和免疫反應的上調以及代謝過程(尤其脂代謝)的意外下調。藥物測試證實瑞德西韋和中和抗體能夠有效抑制病毒感染。

    該研究有兩個主要發現:一是揭示棒狀細胞也是新冠病毒感染的靶細胞,表明上呼吸道、下呼吸道和肺泡終端各個肺上皮解剖位都存在病毒易感細胞;二是發現感染可能導致代謝下調,尤其是脂代謝,但是其下調機制以及對病毒生命周期的影響有待進一步研究??傊?,該研究證實人肺類器官對于新冠病毒感染的機制研究和相關藥物研發都具有重大價值。

    論文連接:https://doi.org/10.1007/s13238-020-00811-w

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