《心肌细胞老化可能令老人易感新冠病毒》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-08-20
  • 据英国剑桥大学官网18日报道,由该校研究人员领导的国际科研团队在今天出版的《分子与细胞心脏病学杂志》上撰文指出,随着年龄的增长,在新冠病毒侵袭人体心脏细胞中起重要作用的基因变得更活跃。这些发现可以帮助解释为什么年龄是导致新冠病毒高风险因素之一,以及为什么新冠肺炎重症患者会出现心脏并发症,如心力衰竭和心脏炎症等。

      医学部的安东尼·达文波特教授说:“随着新冠肺炎大流行不断蔓延,我们看到越来越多新冠肺炎患者,尤其是老龄患者,受到心脏问题的影响,这表明该病毒能够入侵和破坏心脏细胞。”

      为此,达文波特与来自来自英国、比利时等国科学家,研究了新冠病毒与心力衰竭之间的联系。

      他们认真研究了心肌细胞,以查明它们有多容易被冠状病毒感染。心肌细胞组成心脏肌肉,能收缩和放松,使心脏将血液泵送到身体各处。心肌细胞受损会影响心肌的功能,导致心力衰竭。

      新冠病毒表面带刺突蛋白,会识别血管紧张素转换酶2(ACE2)并与之结合,它还会劫持TMPRSS2和组织蛋白酶B和L等以进入人体。在最新研究中,研究人员比较了5名年轻男性(19—25岁)和5名年长男性(63—78岁)的心肌细胞,发现年长男性心肌细胞内指示人体制造这些蛋白的基因更活跃,这表明老年心肌细胞内相应的蛋白可能有所增加。

      鲁汶大学的艾玛·罗宾逊博士解释说:“我们的研究表明,随着年龄的增长,心肌细胞会产生更多新冠病毒闯入人体细胞所需的蛋白,从而使这些细胞更容易受到病毒的破坏,这可能是高龄人群易感新冠肺炎的原因之一。”

      达文波特说:“我们对病毒及其劫持细胞的能力了解得越多,就越有可能用现有药物或开发新疗法来阻止它。”

      例如,抗炎药物卡莫司他可抑制TMPRSS2,并阻止新冠病毒进入实验室内培育的细胞。科学家也可开发阻止新冠病毒与ACE2结合的化合物,它可能有助于保护心脏。

  • 原文来源:http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-08/20/content_451729.htm?div=-1
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    • 编译者:hujm
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    • 新冠病毒,通常通过呼吸道感染人类,并造成呼吸系统和人体各个器官的损伤。自2019年底首次爆发至今,新型冠状病毒仍在全球肆虐,对世界经济、社会造成极大的负面影响。   多项研究显示,新冠不只是一种呼吸系统疾病,而是会影响人体多个组织和器官,包括胃肠道、心血管和神经系统等。   心肌炎,即心脏壁的心肌层发生炎症,通常由病毒感染或病毒感染后的免疫反应导致,包括流感病毒、腺病毒、巨细胞病毒、新冠病毒等。病毒侵袭进入身体后,可在心肌内复制和破坏心肌细胞,同时激活体内的免疫和炎症反应。   德国乌尔姆大学的研究人员在" Signal Transduction and Targeted Therapy "期刊上发表了一篇题为" Strong attenuation of SARS-CoV-2 Omicron BA.1 and increased replication of the BA.5 subvariant in human cardiomyocytes "的研究论文。   该研究通过体外细胞研究发现,Delta变体在心肌细胞中的复制能力和破坏力远强于BA.1变体,而BA.2,尤其是BA.5变体,在心肌细胞中的复制能力和损伤能力强于BA.1,类似于Delta变体。   值得注意的是,这是一项体外研究,在人体内是否如此,还有待验证。 早期研究显示,心肌细胞高度表达新冠病毒受体ACE2,它是新冠病毒进入人体细胞内的关键受体,并且病毒能够在心肌细胞中高度复制。   在该研究中,研究人员通过体外培养的心肌细胞测试了原始毒株、Delta、Omicron BA.1、BA.2和BA.5的复制能力和对细胞的伤害。   研究发现,从病毒复制来看,不同的新冠变异株都能感染心肌细胞,病毒产量通常在感染后约5天达到最大值,与BA.1相比,原始毒株和Delta的复制能力更强,并且产生的传染性病毒粒子高出约2-3个数量级。   对于毒性来说,与原始毒株和BA.1相比,Delta的具有更强的细胞病变效应。通过显微镜观察,在感染的第三天,感染原始毒株和Delta的心肌细胞,失去了心肌肌钙蛋白T阳性肌节结构,而感染BA.1的心肌细胞还保持着组织良好的肌节结构。 通过对心肌细胞的跳动测量显示,在10天内,未感染的心肌细胞跳动速率从每30秒跳30次稳步下降至10次,而感染原始毒株或Delta的心肌细胞通常在第3-5天完全停止跳动。相比之下,感染BA.1的心肌细胞停跳时间有所延迟。   进一步研究发现,炎症细胞因子的诱导在新冠的发病机制中起着关键作用。在感染4天后,原始毒株和Delta诱导的干扰素和促炎细胞因子水平高于BA.1,进一步解释了BA.1致病性较弱的原因。 最后,研究还发现,与BA.1相比,BA.5变体的复制能力更强,产生更具传染性的病毒,能引起更强的细胞病变效应,并且能更快地让心肌细胞停止跳动,或与Delta相似。而BA.2似乎介于BA.1和BA.5之间。   综上,这项体外细胞研究显示,与原始毒株和Delta相比,BA.1在人类心肌细胞中的复制和细胞病变效应减弱,而BA.2,尤其是BA.5,比BA.1表现出更高的复制率并导致更强的细胞病变效应,显示出与Delta更相似的特征。
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 根据斯坦福大学医学院研究人员的一项新研究,一类患有叫做“心肌病”的心脏病患者心肌细胞中的端粒异常短。端粒是一种DNA序列,可作为染色体末端的保护帽。 这一发现与之前的一项研究相吻合,该研究表明患有杜氏肌营养不良症(一种遗传性肌肉萎缩疾病)的人在其心肌细胞端粒较短,这些患者通常因心力衰竭而过早地死亡。 虽然目前还不知道发育不良的端粒是直接影响心肌细胞的功能,还是由于心力衰竭而产生间接效应,但这一研究结果为一系列有趣的研究和药物发现打开了大门。也可能有一天,研究人员和临床医生可以识别因心肌病而有心力衰竭风险的人。 “心肌细胞中端粒的缩短似乎是由于遗传缺陷引起的心脏衰竭的可靠标志,”斯坦福大学心血管研究所成员,微生物学和免疫学教授Helen Blau博士说道。 相关结果于8月27日在线发表在《PNAS》杂志上。该文章的是第一作者是心血管医学,微生物学和免疫学的讲师Alex Chang博士。 细胞分裂导致端粒缩短 在大多数细胞中,端粒在每次细胞分裂时自然会缩短。但是,心肌细胞很少分裂,因此它们的端粒长度在一生中保持相对稳定。 在人类中,由肌营养不良蛋白相关基因突变引起的杜氏肌营养不良症的特征在于进行性肌肉无力和心脏并发症,最终导致死亡。在早期的工作中,作者等人观察到,尽管肌营养不良蛋白中具有相应突变的小鼠表现出肌肉萎缩症状,但他们的心脏功能正常。研究人员意识到,人类与小鼠之间的关键区别在于每个物种的端粒长度:人类端粒相对较短,为5000-15000碱基,但小鼠的端粒接近40000碱基。当研究人员在小鼠中引入第二个突变,使端粒长度更接近人类时,动物开始显示疾病的典型症状,包括心力衰竭。 随后的一项研究发现,在小鼠中,端粒缩短引发了DNA损伤反应,损害了线粒体的功能。结果,心肌细胞不能有效地将血液泵送到全身。 “因为我们在之前的研究中发现,死于杜氏肌营养不良症的男孩的心肌细胞的端粒比没有这种疾病的人的端粒缩短了约50%,”作者说到:“我们想知道是否患有其他遗传性心脏病的人,如心肌病等在内,也可能出现心肌细胞端粒异常缩短的症状。“ 在这项研究中,Chang比较了11例由于基因突变引起的扩张型或肥厚型心肌病患者的心肌细胞端粒长度,其中9例死于与心脏病无关的原因。他发现来自心肌病患者的端粒比对照组的端粒短约25-40%。Chang在诱导多能干细胞产生的心肌细胞中观察到类似的结果:心肌病患者的端粒显着短于未受影响的亲属的端粒。 研究人员认为,使用iPS技术制备心肌细胞受影响的模型,意味着应该可以快速,轻松地检测干扰端粒缩短的化合物或药物,以期找到消除人类疾病的药物。