迅速分裂!新冠病毒可在培养皿中感染心脏细胞:72小时后搏动能力发生变化

Evelyn Zhang

一项新的研究表明,新冠病毒可以在实验室培养皿中感染心脏细胞,这表明COVID-19患者的心脏细胞可能直接感染该病毒。

这一发现最新发表在《Cell Reports Medicine》杂志上。

尽管许多COVID-19患者有心脏问题,但其原因尚不完全清楚。已经存在的心脏疾病或炎症和缺氧都与感染有关。但到目前为止,只有有限的证据表明新冠病毒可以直接感染心脏的单个肌肉细胞。

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“我们不仅发现,这些干细胞心脏细胞易受感染的新型冠状病毒,但这种病毒也可以在心肌细胞迅速分裂,”西奈理事会再生医学研究所研究员、研究的第一作者Arun Sharma博士表示。“更重要的是,受感染的心脏细胞,在感染72小时后的搏动能力发生了变化。”

这项研究还表明,感染新冠病毒的人类干细胞来源的心脏细胞改变了它们的基因表达谱,进一步证实这些细胞可以被病毒主动感染,并激活固有的细胞“防御机制”,以帮助清除病毒。

“虽然这些发现不完美的复制发生在人体内,这种知识可能有助于调查人员利用干细胞心脏细胞筛选平台识别新的抗病毒化合物可以减轻心脏的病毒感染。”再生医学研究所所长、论文共同通讯作者克莱夫·斯文森(Clive Svendsen)博士表示。

Svendsen提醒称:“本次病毒大流行主要由呼吸道症状定义,但也有心脏并发症,包括心律失常、心力衰竭和病毒性心肌炎。”“虽然这可能是大规模炎症反应的结果,但我们的数据表明,心脏也可能直接受到COVID-19病毒的影响。”

研究人员还发现,用ACE2抗体治疗可以钝化病毒在干细胞来源的心脏细胞上的复制,这表明新冠病毒可以利用ACE2受体进入人类心脏肌肉细胞。

Arun Sharma博士“通过用抗体阻断ACE2蛋白,病毒就不那么容易与ACE2蛋白结合,因此无法轻易进入细胞。”“这不仅帮助我们了解这种病毒如何发挥作用的机制,而且也为我们提供了可能用于治疗SARS-CoV-2感染的治疗方法。”

培养皿中的对象是用干细胞技术制造的心肌细胞制成的。新冠肺炎主要会导致呼吸衰竭,但也被证明会影响肠、肝、心脏和胰腺等一系列器官系统。因此,目前迫切需要使用人类疾病相关细胞来研究新冠病毒感染的生理模型。

这项研究使用了人类诱导多能干细胞(iPSCs),这是一种在实验室中从人的血液或皮肤细胞中培育出来的干细胞。诱导多能干细胞可以产生人体中发现的任何类型的细胞,每一种都携带着个体的DNA。以这种方式产生的组织特异性细胞用于研究以及创造和测试潜在的疾病治疗方法。

“这项工作说明了在培养皿中研究人体组织的作用,”医学博士爱德华多·马班(Eduardo Marban)说,他是Smidt心脏研究所的执行主任,与沙玛和斯文森合作进行了这项研究。“心肌细胞的直接感染可能导致新冠病毒相关的心脏病,这是合理的。”

研究人员们还与再生医学和干细胞研究中心成员、共同通讯作者Vaithilingaraja Arumugaswami合作,获得了了添加到心脏细胞中的新型冠状病毒,他表示:“这个关键的实验系统可能有助于理解相关冠状病毒病原体——如SARS和MERS在疾病过程中的差异。”

加州大学洛杉矶分校的研究员Gustavo Garcia Jr.则参与了重要的心脏细胞感染实验。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:https://medicalxpress.com/news/2020-06-sars-cov-infect-heart-cells-lab.html

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