为了应对由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19大流行，需要有能够复制人类疾病发展、识别潜在靶点和进行药物测试的模型。具体来说，鉴于多种呼吸道上皮细胞被认为是病毒侵入的靶点，因此，获得主要的人类肺部体外模型系统是优先考虑的。
如今，在一项新的研究中，来自美国波士顿大学的研究人员研究了由人诱导性多能干细胞（iPSC）产生的被SARS-CoV-2感染的称为2型肺泡细胞（alveolar type 2 cell）的肺细胞，发现这种病毒最初抑制了这些肺细胞利用干扰素召唤免疫系统来对抗病毒入侵者的能力，并激活了一种称为NFkB的炎症通路。相关研究结果于2020年9月18日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“SARS-CoV-2 Infection of Pluripotent Stem Cell-derived Human Lung Alveolar Type 2 Cells Elicits a Rapid Epithelial-Intrinsic Inflammatory Response”。
论文共同通讯作者、波士顿大学再生医学中心主任Darrell Kotton博士解释道，“这些被感染的肺细胞会产生炎性蛋白。在感染者的体内，这些蛋白推动了肺部炎症水平的上升。”
根据这些研究人员的说法，这些被感染的肺细胞发出的炎症信号会吸引免疫细胞大军进入充满被感染细胞、死亡细胞和垂死细胞的肺组织。Kotton补充道，“我们的数据证实，SARS-CoV-2阻止细胞在感染开始后的早期激活免疫系统的一个抗病毒分支。这些细胞通常会发出的信号，即它们在疾病威胁下分泌的一种名为干扰素的微小蛋白，反而被延迟了几天，这让SARS-CoV-2有足够的时间来传播和杀死细胞，从而引发死亡细胞碎片堆积和其他炎症。”
这些数据是基于这些研究人员在论文共同通讯作者Elke Mühlberger博士的实验室进行的实验。Kotton和波士顿大学再生医学中心的其他成员利用人ipsC细胞培育出复杂的人类肺组织模型---称为“肺部类器官（lung organoids）”的肺细胞三维结构。他们利用这种肺部类器官来研究一系列慢性和急性肺部疾病。
在论文共同第一作者Jessie Huang博士、Kristy Abo学士、Rhiannon Werder博士和Adam Hume博士的领导下，这些研究人员对以前用于研究吸烟影响的实验模型加以改进，用来研究肺部组织中的冠状病毒SARS-CoV-2。然后将活的冠状病毒液滴添加到2型肺泡细胞的顶部，这种病毒从空气中感染这些肺细胞，就像当含这种病毒的空气被吸入体内时，这种病毒感染肺部内的细胞一样。论文共同通讯作者、波士顿大学再生医学中心医学副教授Andrew Wilson博士说，“这种由人类ipsC产生的2型肺泡细胞对空气的适应性，即所谓的'气-液界面（air-liquid interface）'细胞培养，是一个关键的进步，使得我们能够模拟SARS-CoV-2如何进入受影响最严重的患者肺部深处的细胞，这就使得这个有临床意义的系统可以了解这种疾病如何伤害患者肺部。”
Wilson和Kotton，也是在波士顿医学中心照顾COVID-19肺炎患者的肺科和重症监护医生，同时也带领他们的实验室生产出人类肺细胞，然后将这些细胞运输到波士顿大学国家新兴传染病研究实验室（NEIDL）。在那里，Hume穿着BSL-4套装开展细胞感染实验。
Mühlberger补充道，“这些细胞是一个研究SARS-CoV-2感染的极佳平台。它们很可能反映了COVID-19患者的肺细胞中发生的事情。如果你观察到SARS-CoV-2对这些细胞造成的伤害，你肯定不想得病。”
