3D“Assembloid”展示了SARS-CoV-2如何感染脑细胞

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加州大学圣地亚哥分校医学院和雷迪儿童基因组医学研究所的研究人员制作了一种干细胞模型，展示了导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒进入人脑的潜在途径。

该研究结果发表在2021年7月9日的《美国医学杂志》网络版上自然医学．

图中显示新冠病毒通过血管(绿色)感染周细胞(红色)，周细胞放大感染，并可将感染传播到大脑中的其他细胞类型。

加州大学圣地亚哥分校医学院神经科学雷迪教授、雷迪儿童基因组医学研究所神经科学研究主任、资深作者约瑟夫·格里森医学博士说:“临床和流行病学观察表明，大脑可能与SARS-CoV-2感染有关。”

“COVID - 19引起的脑损伤前景已成为‘长COVID’病例的主要担忧，但培养中的人类神经元不容易感染。先前的出版物表明，制造脊髓液的细胞可能会被SARS-CoV-2感染，但其他途径似乎也有可能感染。”

格里森和包括神经科学家和传染病专家在内的同事证实，人类神经细胞对SARS-CoV-2感染具有耐药性。然而，最近的研究暗示，其他类型的脑细胞可能会成为“特洛伊木马”。

周细胞是包裹在血管周围的特殊细胞，携带SARS-CoV2受体。研究人员将周细胞引入三维神经细胞培养——脑类器官——以创建“组装体”，这是一种更复杂的人体干细胞模型。这些组装体除周细胞外还含有多种类型的脑细胞，并显示出强烈的SARS-CoV-2感染。

冠状病毒能够感染周细胞，周细胞成为生产SARS-CoV-2的局部工厂。这些本地产生的SARS-CoV-2可能会扩散到其他类型的细胞，导致广泛的损伤。通过这种改进的模型系统，他们发现被称为星形胶质细胞的支持细胞是这种继发感染的主要目标。

格里森说，研究结果表明，新冠病毒进入大脑的一个潜在途径是通过血管，在血管中，新冠病毒可以感染周细胞，然后传播到其他类型的脑细胞。

“或者，被感染的周细胞可能导致血管炎症，随后是凝血、中风或出血，这些并发症在许多在重症监护病房住院的SARS-CoV-2患者中都有观察到。”

研究人员现在计划专注于开发改进的组装体，它不仅包含周细胞，还包含能够泵血的血管，以更好地模拟完整的人脑。格里森说，通过这些模型，可以对传染病和其他人类大脑疾病有更深入的了解。

共同作者包括:Lu Wang, David Sievert和Sangmoon Lee，加州大学圣地亚哥分校和Rady儿童基因组医学研究所;亚历克斯·e·克拉克和亚伦·f·卡林，加州大学圣地亚哥分校;Hannah Federman，加州大学圣地亚哥分校，Rady儿童基因组医学研究所和罗格斯大学;以及威斯康星大学麦迪逊分校的Benjamin D. Gastfriend、Eric V. Shusta和Sean P. Palecek。

这项研究的资金部分来自Rady儿童医院神经科学基金会、Burroughs Wellcome基金、大脑与行为研究基金会NARSAD、美国国立卫生研究院(资助NS103844, T32GM008349)、国家科学基金会研究生研究奖学金计划(1747503)、加州大学圣地亚哥分校神经科学显微镜核心设施资助(P30NS047101)和加州大学圣地亚哥分校IGM核心设施资助(1S10OD026929)。