文献速递 | Echo Revolve显微镜助力对新冠病毒侵入机制的深入解析

2019年突然爆发的新冠疫情在今天仍深刻的影响着我们的生活，对新冠病毒SARS-CoV-2的防范已成为我们每个人日常生活的一部分，研究者们在新冠病毒的治疗、防护、免疫等方面不断探索，帮助我们认识病毒、战胜疫情。近日，来自美国犹太健康中心的一篇报道帮助我们更深入的理解新冠病毒的发病原理，该文献发表于《Nature commuunications》，揭示了影响SARS-CoV-2传染性和新冠肺炎临床结果的可能机制。

新冠肺炎是由SARS-CoV-2引起的，而作者研究发现宿主蛋白ACE2和TMPRSS2在呼吸道中的表达与病人对新冠肺炎的感染相关，SARS-CoV-2可以利用宿主蛋白ACE2和TMPRSS2作为进入因子侵入人体。研究者对695名儿童的鼻呼吸道转录组数据进行分析，发现影响ACE2和TMPRSS2表达的基因突变在世界不同人群中的频率不同，如表达减少相关的TMPRSS2 eQTL变异体rs1475908，东亚人(AF=38%)的等位基因频率最高、欧洲人AF为35%、非洲人AF为26%和德系犹太人AF为23%，而拉丁美洲人AF(AF=17%)的等位基因频率最低。与表达增加相关的两个TMPRSS2 eQTL变异在世界人群中表现出更多不同的等位基因频率。

研究者发现TMPRSS2是粘液分泌网络的一部分，通过IL-13（白细胞介素-13）的作用被2型(T2)炎症改变从而上调，并且通过呼吸道病毒的干扰素反应使ACE2表达上调。研究者使用Echo Revolve正倒置一体显微镜进行免疫荧光实验证实，在呼吸道上皮的蛋白质水平上也可观察到IL-13和病毒感染介导的ACE2表达的影响。

a-d GALA II哮喘患儿的体外鼻呼吸道上皮细胞ALI培养的免疫荧光染色, (a)IL-13处理5天；(b) IL-13处理5天并HRV-A感染24h的上皮细胞；(c)纤毛细胞的代表性图像(ACT;红色)和ACE2阳性(白色)细胞。核用DAPI(蓝色)染色。ACE2蛋白位于根尖腔室，IL-13处理后降低，HRV-A感染后升高。

f-h、j非哮喘儿童的体外鼻呼吸道上皮细胞ALI培养的免疫荧光染色 (f) IL-13处理21天；(g) IL-13 和DAPT处理21天的上皮细胞；(h)纤毛细胞的代表性图像（ACT；红色)，基底细胞(KRT5;绿色)，ACE2阳性(白色)细胞。核用DAPI(蓝色)染色。ACE2蛋白位于根尖腔室，IL-13处理时ACE2蛋白降低，DAPT处理时ACE2蛋白升高；（j）健康人的体外鼻呼吸道上皮细胞ALI培养的免疫荧光染色。所有的图像都使用Echo Revolve正倒置一体显微镜拍摄。

研究者最终确认儿童对常见冠状病毒感染的呼吸道反应，并发现这些冠状病毒感染产生类似于其他病毒物种的宿主反应，包括IL6和ACE2的上调。该研究有助于进一步揭示新冠病毒的致病机制，使我们对新冠肺炎的了解更加深入。希望我们可以早日解析新冠病毒致病的全部机制，战胜新冠病毒。

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参考文献：

Sajuthi S P , Deford P , Li Y C , et al. Type 2 and interferon inflammation regulate SARS-CoV-2 entry factor expression in the airway epithelium[J]. Nature Communications, 2020, 11(1).DOI：10.1038/s41467-020-18781-2