3D“组件”显示Covid-19病毒如何感染脑细胞

SARS-CoV-2通过血管传播

图中显示SARS-CoV-2通过血管(绿色)传播并感染周细胞(红色),周细胞放大感染并可传播到大脑中的其他细胞类型。来源:加州大学圣地亚哥分校健康科学学院

加州大学San Diego医学院和罗迪儿童基因组医学院的研究人员产生了一种干细胞模型,展示了潜在的入场途径SARS-CoV-2也就是引起疾病的病毒新冠肺炎,进入人脑。

这些调查结果发表于2021年7月9日,在线问题自然医学

“临床和流行病学观察表明,大脑可能与SARS-CoV-2感染有关,”资深作者、加州大学圣地亚哥医学院的雷迪神经科学教授、雷迪儿童基因组医学研究所的神经科学研究主任约瑟夫·格里森医学博士说。

“Covid19诱导的脑损伤的前景已成为”长Covid“的主要关注点,但培养中的人类神经元不易感染。现有出版物表明,使脊髓流体的细胞可能会感染SARS-COV-2,但其他进入途径似乎很可能。“

包括神经科学家和传染病专家的Gleeson及其同事证实,人类神经细胞对SARS-COV-2感染有抗性。然而,最近的研究暗示了其他类型的脑细胞可能是'特洛伊木马。'

周细胞是包裹血管的特殊细胞,携带SARS-CoV2受体。研究人员将周细胞引入三维神经细胞培养——大脑类器官——以创造“组装体”,一个更复杂的人体干细胞模型。这些集合体除了周细胞外,还含有多种脑细胞,表现出对SARS-CoV-2的强烈感染。

冠状病毒能够感染周细胞,周细胞是当地生产SARS-CoV-2的工厂。这些本地生产的SARS-CoV-2可能会传播到其他类型的细胞,导致广泛的损害。通过这个改进的模型系统,他们发现支持细胞星形胶质细胞是这种继发性感染的主要目标。

格里森说,这些结果表明,SARS-CoV-2进入大脑的一个潜在途径是通过血管,在那里SARS-CoV-2可以感染周细胞,然后传播到其他类型的脑细胞。

“或者,感染的周细胞可能导致血管的炎症,然后是凝血,中风或出血,在许多SARS-COV-2患者中观察到的SARS-COV-2的并发症,他们在重症监护单位住院。”

研究人员现在计划专注于开发含有不仅仅是围网的改进的组件,而且还有能够泵送血液以更好地模拟完整的人脑的血管。通过这些模型,Gleeson表示,对传染病和其他人类脑病的更大洞察力可能会出现。

Reference: “A human three-dimensional neural-perivascular ‘assembloid’ promotes astrocytic development and enables modeling of SARS-CoV-2 neuropathology” by Lu Wang, David Sievert, Alex E. Clark, Sangmoon Lee, Hannah Federman, Benjamin D. Gastfriend, Eric V. Shusta, Sean P. Palecek, Aaron F. Carlin and Joseph G. Gleeson, 9 July 2021,自然医学
DOI: 10.1038 / s41591 - 021 - 01443 - 1

共同作者包括:陆王,大卫·塞戈和桑梅森李,富通圣地亚哥和罗迪儿童基因组医学研究所;亚历克斯E. Clark和Aaron F. Carlin,UC San Diego;汉娜费尔曼,UC圣地亚哥,罗迪儿童基因组医学研究所和罗格斯大学;和本杰明D. Gastfriency,Eric V.Shusta和Sean P. Palecek,威斯康星大学 - 麦迪逊。

Funding for this research came, in part, from the Rady Children’s Hospital Neuroscience Endowment, the Burroughs Wellcome Fund, the Brain & Behavior Research Foundation NARSAD, the National Institutes of Health (grants NS103844, T32GM008349), the National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (1747503) the UC San Diego Neuroscience Microscopy Core Facility grant (P30NS047101) and the UC San Diego IGM Core Facility grant (1S10OD026929).

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