在一项新的研究中，来自美国西奈山伊坎医学院的研究人员首次产生了蝙蝠诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSC），对蝙蝠和病毒之间的密切关系有了宝贵的认识。这一结果为研究SARS-CoV-2等病毒如何通过对新宿主的分子适应来生存、传播和逃避免疫系统打开了大门。他们的发现也可能揭示了蝙蝠的独特特性，这些特性是它们对衰老和癌症的卓越防御的基础。相关研究结果于2023年2月21日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Bat pluripotent stem cells reveal unusual entanglement between host and viruses”。
论文共同通讯作者、西奈山伊坎医学院细胞、发育与再生生物学教授Thomas Zwaka博士说，“我们的研究表明，蝙蝠进化出了耐受大量病毒序列的机制，它们与病毒的关系可能比以前想象的更加紧密。鉴于许多蝙蝠物种已被证明能够耐受对人类具有高死亡率的病毒，包括SARS-CoV、SARS-CoV-2、MERS-CoV和马尔堡病毒，并且在它们的感染中存活下来，这就有了新的意义。原因可能是蝙蝠的先天免疫反应受到了调节，这使得它们成为无症状和耐受性的病毒宿主。”
iPSC是通过遗传和化学方法将皮肤细胞或血细胞重新编程为新生的干细胞而产生的，这些干细胞有可能成为身体中的任何细胞。
在此之前，还没有可靠的细胞模型来研究蝙蝠的生物学或它们对病毒感染的反应，从而阻碍了对它们的基因组适应性的更深入了解。在这项新的研究中，这些作者正在帮助填补这一空白，他们从野生的马铁菊头蝠（Rhinolophus ferrumequinum）中构建出iPSC，其中马铁菊头蝠是冠状病毒最常见的无症状的宿主，包括与SARS-CoV-2密切相关的冠状病毒。
论文共同通讯作者、西奈山伊坎医学院全球健康与新发病原体研究所主任Adolfo García-Sastre博士指出，“将蝙蝠的iPSC与其他哺乳动物进行比较，使我们能够发现一种以前从未观察到的独特的干细胞生物学特性。最不寻常的发现是在蝙蝠iPSC中存在充满病毒---包括冠状病毒在内的主要病毒家族---的大囊泡，而不影响细胞增殖和生长的能力。这可能为蝙蝠的病毒耐受性以及蝙蝠和病毒之间的共生关系提供了一种新的模式。”
这些作者认为，他们构建的蝙蝠iPSC模型将为科学界提供一种特殊的工具。论文第一作者、西奈山伊坎医学院细胞、发育与再生生物学副教授Marion Déjosez博士指出，“iPSC具有独特的能力，可以在体外培养时无限地分裂，并转化免疫细胞和组织（如肺部或肠道上皮），使它们适合进行基因编辑和分子研究。”
这项研究还可能帮助回答这样一些重要的问题，如蝙蝠如何耐受病毒感染，以及它们是否在遗传上模拟了病毒为逃避免疫系统而采用的策略，从而为病毒的产生提供了肥沃的土壤。该研究有助于回答的另一个问题，即病毒是否可以作为宿主生物学的完全称职的代理人和编辑，从而使它们成为丰富的进化指令来源。
Zwaka博士解释说，“对蝙蝠iPSC的未来研究将直接影响我们对蝙蝠生物学理解的每一个方面，包括蝙蝠惊人的飞行适应性和通过回声定位（echolocation）定位远处或看不见的物体的能力，以及它们极长的寿命和不寻常的免疫力。”
然而，最大的科学收获预计是在蝙蝠病毒领域。García-Sastre博士说，“我们的研究建立了一个平台，有助于进一步了解蝙蝠在哺乳动物中作为病毒库的独特作用。这些知识可能为该领域提供关于疾病和治疗的广泛的新见解，同时让我们为未来的大流行病做好准备。”
参考资料：
Marion Déjosez et a. Bat pluripotent stem cells reveal unusual entanglement between host and viruses. Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.01.011.
