新冠病毒进出鼻腔途径确定

2023-01-12 09:28:24     来源:科技日报

科技日报实习记者 张佳欣

在近日出 版的《细胞》杂志上发表的一项研究中,美国斯坦福大学病理学、微生物学和免疫学教授彼得·杰克逊博士团队精确定位了新冠病毒进入和离开鼻腔细胞的途径。研 究人员称,上呼吸道不仅是肺部感染的源头,也是传播给他人的源头。事实证明,抑制病毒在呼吸道细胞中的进出,对减少高传染性新冠病毒的传播有效。

鼻腔和呼吸道的上皮组织主要由3种细胞类型组成:基底细胞、杯状细胞和多纤毛细胞,它们约占鼻上皮细胞总数的80%。多纤毛细胞形成一种保护屏障,防止病毒进入呼吸道。研究人员放大了在多纤毛上皮细胞上发现的两种结构:纤毛和微绒毛。

新冠病毒感染鼻上皮细胞机制图示。图片来源:物理学家组织网

研究人员使用了一种复杂的组织培养方法来产生呼吸道上皮类器官,以模仿正常的呼吸道。虽然缺乏血管和免疫细胞,但这些器官在其他方面完全涵盖了鼻黏膜上皮的结构,包括完整的粘液层和发育良好的多纤毛细胞。

研究人员将培养的类器官与新冠病毒放在同一个培养皿中。电子显微镜显示,病毒最初只附着在纤毛上。在类器官与新冠病毒一起孵育6小时后,许多病毒颗粒从尖端向下散布在纤毛的两侧。即使在24小时后,病毒也只在少数细胞中复制。大规模复制需要48小时。

研究发现,降低鼻腔上皮细胞中一种对纤毛形成至关重要的蛋白质的水平,可极大地减缓对新冠病毒的感染,证明人类纤毛鼻腔上皮细胞是新冠病毒在鼻腔上皮组织中的主要进入部位。

研究人员 精确定位了细胞中的酶,这些酶在感染新冠病毒后被大量激活,导致了微绒毛变成巨大的、分枝的树状结构,其上附着病毒颗粒。这些病毒可被推入黏液—黏蛋白 层,在那里,它们可沿着黏液“漂浮”,感染其他更远的细胞。抑制这些酶使这种变异停止,并极大地减少了病毒向其他细胞的传播。

这些发现为鼻用药物开发确定了新的靶点,这种药物可阻止纤毛运动或微绒毛变大,以防止甚至是未知的呼吸道病毒感染。


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