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首个实验证据:新冠病毒可感染神经细胞和人类大脑

浏览次数:10      日期:2020-08-14 15:10:08

 

​新型冠状肺炎肆虐全球,感染者已超过2080万人部分感染者会出现失眠、失语、精神错乱甚至癫痫、脑病等神经性症状。

 

香港大学医学院联同中国科学院合作的研究,首次发现新冠病毒比SARS病毒的后遗症影响更深远,不但可感染人类神经祖细胞及人脑中皮皮质神经元,以致减慢康复,更可进行病毒复制。研究团队建议,有必要密切监测中枢神经系统感染新冠病毒的慢性或长期后果。

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2020年8月4日,香港大学医学院与中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所等单位联合完成的最新研究成果"SARS-CoV-2 infects human neural progenitor cells and brain organoids在 Cell Research(IF=20.507)上以Letter to Editor 形式在线发表。这项工作首次发现了新型冠状病毒感染人神经祖细胞(hNPCs)和类脑器官(brain organoids)的证据。
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多地患者均出现神经性症状

新型冠状病毒主要引起呼吸道疾病,其临床表征与严重急性呼吸系统综合症(SARS)相似。然而,不时有报告指出2019冠状病毒病患者出现神经性症状包括头痛、失眠、失语、精神错乱、癫痫发作和脑病等。

 

一项针对中国武汉市214例2019冠状病毒病患者进行的临床研究发现,有36.4%患者出现神经性症状,在严重受感染的患者中更达45.5%。

法国的一项研究亦同样显示,入院的2019冠状病毒病患者中,高达84.5%(49/58)出现神经性症状。

值得留意的是,德国最近一项研究表明,严重病例中有36.4%(8/22)病人的脑活组织检查可以检测到新型冠状病毒的核糖核酸(RNA),显示新型冠状病毒除了感染呼吸器官,亦有可能感染人脑。

 

此项研究论文发表之前,还没有其他实证支持新型冠状病毒能直接感染人类中枢神经系统(CNS)。

 
 
发现新冠病毒感染人神经祖细胞和类脑器官的证据
该研究利用诱导性多能干细胞(iPSC)衍生的人神经祖细胞,神经球和脑类器官为感染模型,探索新冠病毒在生理相关模型中直接参与中枢神经系统的过程。
 
实验结果表明,新冠病毒可以有效感染iPSC衍生的神经祖细胞,而同为冠状病毒的SARS病毒却不能感染。感染新冠病毒的神经球和类脑器官中检测到大量的新冠病毒核衣壳蛋白表达和感染性病毒颗粒,这些结果表明新冠病毒可以有效感染人脑。
 
重要的是,本研究首次发现了3D脑类器官中TUJ1(神经元标记物)和NESTIN(神经祖细胞标记物)阳性细胞区域可以被SARS-CoV-2感染,这表明新型冠状病毒可以感染人脑中的皮质神经元和神经祖细胞。

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建议密切监测慢性或长期后果
虽然,神经元祖细胞(neuronal progenitor cells)对SARS-CoV-2的耐受性研究中还不清楚。但是,目前已经证明了SARS-CoV-2也可以针对神经元祖细胞群感染。
 
2015年出现的寨卡病毒也被公认是针对人脑中的神经元祖细胞,导致胎儿出现小头畸形和严重的发育缺陷以及成人的其他神经系统异常。研究团队强调,应密切监测中枢神经系统中SARS-CoV-2感染的慢性或长期后果。
 
领导研究的港大医学院生物医学学院教授黄建东表示,这项研究提供了新型冠状病毒能直接感染人脑类器官的首个实验证据,有助我们了解新型冠状病毒引发神经系统并发症的机制
 

新型冠状病毒是一全新的病毒,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)也是一全新的疾病,人类与其打交道伊始才半年左右时间,我们对其的认识还远不够深入,对于其致病机理是有待深入研究的重要领域。


 
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文中提到的两个TUJ1(神经元标记物)和NESTIN(神经祖细胞标记物)抗体产品。

 
 

神经元标记物

TUBB3 Antibody(CSB-PA03879A0Rb)

种属:Human

应用:ELISA, WB, IHC, IF, FC

免疫原:Recombinant Human Tubulin beta-3 chain protein (1-210AA)

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神经祖细胞标记物

NES Monoclonal Antibody(CSB-MA0157131A0m)

种属:Human

应用:ELISA, WB, IHC, IF, FC

免疫原:Recombinant Human Nestin protein

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本文信息参考来源:https://www.nature.com/articles/s41422-020-0390-x

 

 
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