最近發表在Cell Stem Cell上的這篇文章給我們介紹了用于新冠研究的最新模型。
Yang等人的研究表明,hPSC來源的細胞和類器官為研究SARS-CoV-2的趨向性和COVID-19的造模提供了有價值的模型。hPSC來源的胰腺內分泌細胞、成體肝細胞和膽管細胞類器官對SARS-CoV-2易感。
SARS-CoV-2導致了COVID-19的大流行。現在的局勢迫切需要使用人類疾病相關細胞作為研究SARS-CoV-2感染的生理模型。COVID-19的病理生理學不只是包括呼吸衰竭,也涉及其他器官系統,包括腸道,肝臟,心臟和胰腺。
作者提出了一個由人類多能干細胞(hPSCs)的細胞和類器官組成的實驗平臺。具有刺突結構的假病毒可感染胰腺內分泌細胞,肝類器官,心肌細胞和多巴胺能神經元。最近的一些臨床研究表明COVID-19還與糖尿病關系密切。
作者發現人胰腺β細胞和肝類器官對SARS-CoV-2高度易感,并使用原代人胰島細胞、成體肝、膽管類器官進一步驗證。SARS-CoV-2感染引起趨化因子的顯著表達,這一現象在原代人COVID-19尸檢的肺樣本中也可以看到。hPSC來源的細胞/類器官,為理解人類組織對SARS-CoV-2感染后的細胞反應,以及對COVID-19的疾病建模,提供了有價值的模型。
首先,作者檢測了在hPSC來源的細胞和類器官中ACE2的表達。
對來源于hPSC的各種細胞及類器官對應的Marker及ACE2進行染色
其后,又測試了不同類型的細胞對偽SARS-CoV-2病毒具有不同的易感程度。
在假病毒感染24h后,8種不同類型的細胞或類器官的熒光素酶活性及染色成像
然后,作者還通過類似的免疫熒光實驗發現,成體人胰腺α和β細胞,也對SARS-CoV-2假病毒和SARS-CoV-2病毒易感。
最后的實驗提示,胰腺內分泌細胞的SARS-CoV-2感染所導致大量分泌趨化因子,與COVID-19患者的尸檢樣本中情況一致。
作者展望,將來,科學家們還可以通過升級這類平臺,以生成更復雜的類器官模型,包括引入目前系統中缺少的免疫系統相關成分。
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