用于SARS-CoV-2研究的新的人类多能干细胞衍生模型

流感病毒

COVID-19大流行几个月后,我们对SARS-CoV-2病毒的了解仍然有限,也没有有效的治疗方法或疫苗。科学家试图了解SARS-CoV-2病毒的一个主要障碍是缺乏适当的细胞模型。到目前为止,大多数发表的研究都是基于癌细胞系或动物模型,这些模型被设计成表达人类SARS病毒进入受体- ace2。然而,使用这些模型来研究人类病毒感染有许多限制:

  1. 动物细胞的生物学特性与人类细胞不同,可能无法捕捉到发生在人类身上的病毒感染的关键方面。
  2. 用于病毒研究的普通癌细胞系只含有一种细胞类型,而大多数人体器官和组织含有多种细胞类型,ACE2的表达各不相同。
  3. 大多数人类癌细胞系携带肿瘤相关突变,如p53,这可能影响病毒复制,因此不反映非肿瘤细胞中的病毒生物学。
  4. 一些癌细胞系有免疫应答基因的突变,因此可能无法捕获发生在人体的抗病毒应答。

由于目前病毒研究模型的局限性,迫切需要能够反映真正的人体组织生物学的人体细胞模型。威尔康奈尔医学院的研究人员可能已经开发出一种解决方案。他们的最近的刊物细胞干细胞提供了来自人类多能干细胞的多种细胞和类器官模型,可作为研究SARS-CoV-2病毒感染和应答的模型。

作者首先引导人类多能干细胞分化成八种不同的细胞类型。他们发现ACE2在许多细胞类型中广泛表达,包括胰腺细胞、肝类器官细胞和心肌细胞。正如预期的那样,那些表达ace2的细胞也可能被SARS-CoV-2伪病毒(一种更安全且可追踪的真正SARS-CoV-2的工程版本)感染。然而,一些表达ACE2的细胞(如内皮、巨噬细胞和皮质神经元)不允许SARS-CoV-2假病毒感染,这表明可能除了ACE2外,其他因素也有助于病毒入侵。

在不同的分化细胞类型中,由于COVID-19与糖尿病之间的密切联系,胰腺细胞和肝脏类器官尤其值得关注。研究表明,COVID-19 2型糖尿病患者的死亡率高于非糖尿病患者。此外,有证据表明,COVID-19可能诱发新发糖尿病。提示SARS-CoV-2可进入并感染胰腺和肝脏细胞,这是控制胰岛素和血糖水平的主要器官。

研究人员发现,SARS-CoV-2确实可以感染hpsc来源的胰腺和肝脏类器官。这种感染还会刺激某些趋化因子的产生,而这些趋化因子会引发致命的自身免疫反应。类器官中检测到的趋化因子增加与COVID-19患者尸检样本中发现的趋化因子类似。

这项研究表明,hpscs来源的细胞和类器官可以再现成人SARS-CoV-2感染的生物学特性。这一新的模型平台有望用于抗病毒药物的筛选和评价。

对病毒研究的工具和资源感兴趣?请访问我们的网页SARS-CoV-2研究、疫苗和治疗开发

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Johanna是Promega的科学作家。她在贝勒医学院获得生物医学博士学位。在加入Promega之前,她是一名自由撰稿人和全职妈妈,工作了五年。约翰娜来自台湾,她相信台湾菜是世界上最好的。她喜欢做瑜伽,旅行和花时间陪她的两个孩子。

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