?子科生物報(bào)道：《Cell Stem Cell》重磅報(bào)道了韓國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家培育出的肺類器官，模擬了SARS-CoV-2感染和肺部早期先天性免疫反應(yīng)的機(jī)制。

眾所周知，SARS-CoV-2的主要靶組織是肺泡，為了更好地了解SARS-CoV-2是如何感染肺部并導(dǎo)致疾病的，來自英國(guó)和韓國(guó)的一個(gè)科學(xué)家小組將研究對(duì)象轉(zhuǎn)向類器官，即三維生長(zhǎng)的“微型器官”，以模擬組織和器官的行為。

研究小組利用捐贈(zèng)組織，提取了人類肺泡2型細(xì)胞。通過重新編程這些細(xì)胞回到早期的“干細(xì)胞”階段，他們能夠生長(zhǎng)出類似肺泡的自組織三維結(jié)構(gòu)，模擬關(guān)鍵肺組織的行為。

劍橋大學(xué)Wellcome MRC劍橋干細(xì)胞研究所的聯(lián)合高級(jí)作者兼小組組長(zhǎng)Joo Hyeon Lee博士說：“我們對(duì)SARS-CoV-2如何感染肺部并導(dǎo)致疾病知之甚少。我們的方法使我們能夠在實(shí)驗(yàn)室里培育關(guān)鍵肺組織的3D模型——從某種意義上說是‘微型肺’——并研究當(dāng)它們受到感染時(shí)會(huì)發(fā)生什么?！?/p>

研究小組用從韓國(guó)一名患者身上提取的SARS-CoV-2菌株感染了類器官，該患者于2020年1月26日在前往中國(guó)武漢后被診斷為COVID-19。通過結(jié)合熒光成像和單細(xì)胞遺傳分析，他們能夠研究細(xì)胞對(duì)病毒的反應(yīng)。

當(dāng)3D模型暴露于SARS-CoV-2時(shí)，病毒開始迅速復(fù)制，在感染6小時(shí)后達(dá)到完全細(xì)胞感染。復(fù)制使病毒能夠擴(kuò)散到全身，感染其他細(xì)胞和組織。

大約在同一時(shí)間，這些細(xì)胞開始產(chǎn)生干擾素——一種向鄰近細(xì)胞發(fā)出警告信號(hào)的蛋白質(zhì)，告訴它們激活抗病毒防御系統(tǒng)。48小時(shí)后，干擾素觸發(fā)了先天免疫反應(yīng)——它的第一道防線——細(xì)胞開始抵抗感染。

感染60小時(shí)后，肺泡細(xì)胞開始分裂，導(dǎo)致細(xì)胞死亡和肺組織損傷。

盡管研究人員在感染后三天內(nèi)觀察到肺細(xì)胞的變化，但COVID-19的臨床癥狀很少出現(xiàn)這么快，有時(shí)在暴露后10天以上才會(huì)出現(xiàn)。研究小組說這有幾個(gè)可能的原因。從病毒第一次侵入上呼吸道到到達(dá)肺泡可能需要幾天時(shí)間。它也可能需要相當(dāng)大比例的肺泡細(xì)胞被感染，或在患者出現(xiàn)癥狀之前與免疫細(xì)胞進(jìn)一步相互作用，才能導(dǎo)致炎癥。

“基于我們的模型，我們可以解決許多尚未解答的關(guān)鍵問題，例如了解SARS-CoV-2的遺傳易感性，評(píng)估病毒突變體的相對(duì)感染性，揭示病毒在人體肺泡細(xì)胞中的損傷過程，”聯(lián)合高級(jí)作者Young Seok-Ju博士說?！爸匾氖?，它為開發(fā)和篩選抗SARS-CoV-2感染的潛在治療劑提供了機(jī)會(huì)?！?/p>

Ju博士補(bǔ)充道：“我們希望利用我們的技術(shù)，從特別易受感染的患者細(xì)胞（如老年人或肺部疾病患者）中培養(yǎng)出這些3D模型，并找出他們的組織發(fā)生了什么變化?！?/p>