SARS-CoV-2肺部类器官感染研究|专家问答|康宁

亚伯拉罕:严格来说，有两种不同的途径用于形成肺类器官:通过多能干细胞或通过存在于人支气管道或肺泡中的成体上皮干细胞。后者花费的时间更少，因为科学家们可以简单地将肺来源的细胞混合在一起经验证的细胞外基质然后加入含有特定生长因子的培养基来分化和生长。这个过程大约需要14到28天。

使用多能干细胞，你将花费更多的时间，但你有一个明显的成本优势，因为获得肺样本不是微不足道的。对于这种方法，研究人员从扩大未分化的多能干细胞群体开始，这些干细胞受到特定生长因子的定向分化。从那里开始，物质在10天后形成小的球状体团。当你将这些球体与细胞外基质混合并覆盖更多的生长因子时，它们就会产生肺类器官，形成气道样结构和典型的肺上皮标志物。支持的气液界面技术在美国，这个过程需要50到85天。

张:这取决于你们实验室的能力和资源。许多学术实验室倾向于通过多能干细胞来研究类器官，因为学生通常从事这些实验，时间不是太大的问题。即使这是一个更长的途径，需要更多的劳动力，但它可能比购买细胞或带着成人样本去医院更便宜。另一方面，如果人工成本超过购买细胞的成本，使用成人上皮细胞是划算的。

张:我们已经看到类肺器官在抗击大流行方面做出了重大贡献，特别是在药物筛选。感染SARS-CoV-2的肺类器官可作为研究感染的疾病模型，并为确定COVID-19治疗方法提供宝贵资源。例如，SARS-CoV-2感染的关键条件之一是ACE2受体的存在，研究已经确定了几种可以抑制病毒进入机制的药物。

亚伯拉罕:ACE2是SARS-CoV-2上的刺突蛋白进入细胞所必需的，所以存在受体的事实是有可能感染的第一个迹象——胃肠道也是如此。然后，一旦ACE2受体附着，随着病毒和类器官膜的结合，病毒开始进入。从那里开始，病毒繁殖，感染加剧。

就细胞损伤而言，细胞因子风暴尤其相关。研究人员特别使用肺泡类器官来研究这一机制。研究表明，这些肺泡类器官在感染SARS-CoV-2时会产生促炎细胞因子，这些细胞因子的增加被认为是导致COVID-19最严重症状(包括器官衰竭)的原因。肺组织启动细胞因子风暴，甚至在免疫细胞到达肺部之前就导致细胞死亡和组织损伤。

不过话说回来，我们仍在了解这种病毒。其他研究人员认为，细胞死亡的真正原因仍然是一个谜。这可能是由于病毒造成的损害或自我诱导的破坏，或者免疫细胞到达该部位并从那里吃掉细胞。还有很多我们不完全了解的地方。

张:总是有可能研究和了解更多关于这种新型冠状病毒的信息，甚至在首次发现COVID-19一年或更长时间之后。研究病毒变体，比如那些在欧洲、美国和其他地方上了新闻的病毒变体，是我们可以通过使用类器官来扩展知识的一个领域。例如，如果与ACE2结合的蛋白质发生突变，那么它将影响COVID-19的传染性。尽管如此，它还是太新了，无法确定。

在这类工作中使用类器官的令人兴奋的事情是有可能在相对较短的时间内学到很多东西，特别是通过使用高通量筛选。我认为，毫无疑问，未来人们会对类器官技术产生更多的兴趣和吸收，我很期待看到它将科学作为一个整体带向何方。

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