新冠感染人體器官「熱點圖」來了:腸道、腎臟、睪丸和胎盤都是潛在...

2020-12-23 前瞻網

新冠感染人體器官「熱點圖」來了：腸道、腎臟、睪丸和胎盤都是潛在熱點

 Emma Chou • 2020-09-04 10:42:54　來源：前瞻網　E761G0

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此前已有多項研究證明感染新冠病毒SARS-CoV-2會影響多個器官，考慮到這一點，德國神經退行性疾病中心(DZNE)和美國康奈爾大學的研究人員研究了可能對感染具有重要意義的細胞因子。為此，他們分析了人類組織中28個特定基因的活性。他們的研究結果發表在《細胞報告》雜誌上，提供了一張人體潛在疾病相關因素的地圖。

「SARS-CoV-2不僅感染呼吸系統，還可能影響身體的其他器官。即使病毒首先感染了呼吸系統，也必須能夠預測它接下來的去向。這有助於開發治療方法。因此，我們的目標是了解更多關於不同器官易受感染的原因。」維卡斯·班薩爾（Vikas Bansal）博士解釋說，他是DZNE Tuebingen網站的數據科學家。「因此，我們觀察了不同的組織，以了解細胞機制的哪些成分可能與感染有關，以及哪些細胞類型似乎特別容易感染。」班薩爾與康奈爾大學的主席研究員曼萬德拉·辛格(Manvendra Singh)和康奈爾大學分子生物學和遺傳學教授塞德裡克·費肖特(Cedric Feschotte)共同撰寫了這篇論文。

搜索候選區域

在與美國同事的合作中，班薩爾首先識別了28個人類基因，分別是能使病毒進入人類細胞的細胞因子，或者可能對感染很重要的細胞因子。除了細胞表面的受體外，這些受體還包括病原體在細胞內繁殖所需的蛋白質。重要的是，被研究的因子列表中還含有阻止病原體進入細胞的酶，即所謂的「限制因子」。總之，28個被分析的細胞特徵被稱為「SCARFs」，也就是「SARS-CoV-2和冠狀病毒相關受體和因子」。

班薩爾說，「已知病毒濫用所謂的ACE2受體，這發生在人類細胞表面，對接和滲透它們。因此，人們對這個受體和其它與之相關的因素給予了很大的關注。它們是潛在的治療靶點。」然而，相關的冠狀病毒已知使用廣泛的可能性來感染細胞。根據研究人員的說法，證據表明這也適用於SARS-CoV-2。「因此，我們已將分析擴展到細胞因子，這些細胞因子已被發現與其它冠狀病毒相關，因此可能對SARS-CoV-2也很重要。」 

班薩爾解釋說，未來的實驗將會證明這是否是真的。他說，此類調查的目的是找出有希望的候選人。「然而，我們的研究只是冰山一角。研究正在迅速發展。我們一直在了解這種病毒的新情況。」

基因活性譜

利用來自科學資料庫的信息，研究人員分析了來自不同組織的大約40萬個人體細胞的基因活性——也被稱為表達模式。這些器官包括鼻黏膜、肺、腸、腎、心、腦和生殖器官。分析是在單細胞水平上進行的，並使用複雜的生物信息學方法。班薩爾說:「這使我們能夠研究在哪些細胞中SCARFs表達，以及在給定的組織中有多少百分比的細胞表達這些因子。」「我們的研究結果受到這樣一個事實的限制，即表達模式在感染過程中會發生變化，而且這種活性譜不能直接反映細胞受體等蛋白質的豐度。但是，表達模式是很好的指標。」

戰場和熱點

像SARS-CoV-2特別攻擊呼吸道成為已知事實，其表達模式確定鼻黏膜是一個戰場。因此，鼻黏膜細胞既含有ACE2受體等促進感染的因子，也含有IFITM3、LY6E等抑制病毒進入的因子。IFITM3是一種已知的可以防止其它冠狀病毒穿過細胞膜的蛋白質。同樣的情況也可能適用於SARS-CoV-2。LY6E也起著防禦機制的作用。班薩爾說，「因此，病毒與鼻黏膜的接觸似乎會導致一場拔河比賽。那麼問題就來了，誰將成為贏家。有趣的是，我們的數據表明，進入因子在人鼻組織中的表達水平隨著年齡的增長而變化。這可能是老年人更容易感染SARS-CoV-2的一個原因。」

根據目前的研究，腸道、腎臟、睪丸和胎盤是潛在的熱點，這些區域似乎以ACE2和TMPRSS2顯著共表達為特徵，TMPRSS2是一種與ACE2結合參與病毒進入的酶。班薩爾說:「我們也能夠識別出一些細胞因子，作為ACE2受體的替代品，有助於SARS-CoV-2進入肺部、心臟和中樞神經系統。」「SARS-CoV-2目前已知能夠引發神經紊亂。雖然該病毒尚未在神經元中檢測到，但神經系統包括其它細胞，例如星形膠質細胞和周皮細胞，它們參與調節血腦屏障，這是大腦和血流的界面。根據我們的研究，這些細胞很容易受到感染。這可能與一種叫做BSG的受體有關。總之，我們的研究為未來對冠狀病毒的研究提供了豐富的數據和具體的線索。」

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源：

https://medicalxpress.com/news/2020-09-hotspots-corona-infection-human-body.html

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2211124720311645

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