Sciencedaily网站10月29日消息称,SARS-CoV-2通过附着在宿主细胞表面的特定分子上进入宿主细胞,病毒进入宿主细胞后会触发巨大的免疫反应。许多因COVID-19住院的患者有严重的呼吸道症状。然而,呼吸系统症状只是COVID-19患者疾病症状的一部分。越来越多的证据表明,血管炎症对COVID-19的严重程度具有至关重要的影响。此外,大约30%至80%的患者会出现神经系统症状,包括头晕、头痛、恶心和注意力不集中。这些症状表明SARS-CoV-2也影响中枢神经系统的细胞。尽管尚无证据表明该病毒会侵入大脑,但坦普尔大学刘易斯·卡兹医学院的科学家所做的新工作表明,从SARS-CoV-2刺突蛋白可促进内皮细胞的炎症反应和血脑屏障。这项研究发表在12月刊的Neurobiology of Disease杂志上,该研究首次表明SARS-CoV-2刺突蛋白可导致血脑屏障“渗漏”,从而有可能破坏大脑内部的脆弱神经网络。
这项新研究的首席研究员,Servio H. Ramirez博士表示,SARS-CoV-2通过其刺突蛋白结合宿主细胞表面的血管紧张素转化酶2(ACE2)感染宿主细胞。 ACE2在形成血管内壁的内皮细胞上表达,并在介导心血管系统的不同功能中发挥重要作用。然而,尚不清楚ACE2是否也存在于脑血管系统中,其表达变化是否会使有潜在健康状况(如高血压)的COVID-19患者的病情恶化。为了找到答案,研究小组检查了没有潜在健康状况的个体和有高血压和痴呆症的个体死后脑组织中血管ACE2的表达。分析表明,ACE2实际上在大脑额叶皮层的整个血管中表达,并且在患有高血压或痴呆病史的人的脑血管中显着增加。
研究人员在细胞培养模型中研究了SARS-CoV-2刺突蛋白对脑内皮细胞的影响。研究人员发现,SARS-CoV-2刺突蛋白(特别是亚基1)结合宿主细胞导致宿主细胞的内皮屏障功能发生实质性变化,从而导致患者脑血屏障的完整性下降。研究人员还发现了SARS-CoV-2穗蛋白的亚基2可以直接影响血脑屏障功能。与刺突蛋白的亚基1不同,亚基2不与ACE2结合,这意味着SARS-CoV-2可以不依赖ACE2的方式破坏血脑屏障。
Ramirez博士的团队进一步研究了SARS-CoV-2刺突蛋白对组织工程化的模拟人的脑毛细血管的微流控结构的影响。实验表明,刺突蛋白亚基1的结合增加了工程化血管样构建体的屏障通透性。Ramirez博士表示,在患者血液中循环脱落的SARS-CoV-2刺突蛋白可能导致血脑关键区域的血脑屏障不稳定。这种屏障通常将有害物质排除在大脑之外,但COVID-19患者的血脑屏障功能改变了,大大增加了这种病原体对神经的侵袭的可能性,这解释了COVID-19患者神经系统的病症。
Ramirez博士指出,病毒是否真的可以进入位于屏障之外的神经元或神经胶质细胞内部还不清楚,尚未在大脑的特定细胞类型中发现病毒基因组。下一步将在COVID-19患者大脑不同部位的尸检材料寻找基因组病毒,并使用不同的细胞培养物和组织工程化的构建物研究病原体对神经的侵袭能力。
原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201029141941.htm