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研究人员展示了SARS-CoV-2感染人肺细支气管肺泡组织模型

  

  

  开发一种体外人源组织模型,用于研究负责与血液交换氧气和二氧化碳的肺肺泡细胞中的病毒感染和疾病进展,可能有助于研究由SARS-CoV-2引发的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的可能治疗方法。荷兰的研究人员已经证明,SARS-CoV-2在他们的模型中有效地复制,类似于人类细支气管肺泡系统,该系统被认为在感染向肺炎和ARDS的进展中起着关键作用。

  已经确定,在感染COVID-19或其他一些呼吸道病毒的人群中,肺泡损伤可引发一系列事件,导致急性呼吸窘迫综合征,将血液中的氧气运输限制在危险的低水平。越来越多的证据表明,肺泡上皮在COVID-19的进展中起着重要作用。然而,事实证明,很难建立在体外复制人类肺部肺泡中疾病进展的模型,特别是那些也允许SARS-CoV-2感染的模型。这极大地限制了我们对COVID-19的理解。

  荷兰研究小组现在通过应用自我更新的类器官模型弥补了这一缺陷,该模型包含能够分化成相关细胞类型的干细胞,用于疾病过程的研究。类器官是一种微小的3D组织,通常直径约为2毫米,来自干细胞,以反映器官的复杂结构,或至少表达其选定的方面,以满足给定的生物医学研究目标。这样的类器官可以提供连续的二维组织来源,更准确地模拟所研究结构的几何形状或细胞排列。

  这个研究小组已经开发出了一种可自我更新的类器官模型,用于制造输送气体的气道上皮,但到目前为止,肺泡上皮被证明是一个更大的挑战。荷兰团队已经克服了这一挑战,并开发了一种二维“空气界面”系统,该系统包括与培养基接触的干细胞基底层和暴露在空气中的顶层,就像在肺部一样。

  通过透射电镜(TEM)、表面标记染色和单细胞测序证实,SARS-CoV-2主要靶向肺泡ii型样细胞(称为ATII-L),成功产生并感染了多个培养物。这项研究揭示了感染后的一系列事件。

  该研究还通过信使RNA表达分析确定了受感染细胞对病毒的细胞免疫反应。当在感染早期用抗病毒信号分子干扰素lambda处理培养物时,SARS-CoV-2的复制几乎被完全阻断,这表明如果时间合适,干扰素lambda可能是一种有效的治疗方法。这些结果还表明,这些培养物可能有助于开发针对COVID-19急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的治疗性干预措施。

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