线粒体崩溃:研究人员揭示 COVID-19 对重要器官的隐性攻击

线粒体崩溃:研究人员揭示COVID-19对重要器官的隐性攻击这些发现发表在《科学转化医学》(ScienceTranslationalMedicine)杂志上,为COVID-19的新型治疗策略铺平了道路。线粒体存在于我们身体的每一个细胞中。负责生成线粒体的基因分散在细胞核内的核DNA和每个线粒体内的线粒体DNA(mtDNA)上。先前的研究表明,SARS-CoV-2蛋白可与宿主细胞中的线粒体蛋白结合,从而可能导致线粒体功能障碍。为了了解SARS-CoV-2如何影响线粒体,CHOP线粒体和表观基因组医学中心(CMEM)的研究人员与COV-IRT的同事一起分析了线粒体基因表达,以检测病毒造成的差异。为此,他们综合分析了受影响患者的鼻咽组织和尸检组织以及动物模型。该研究的第一作者、CHOP的CMEM博士后研究员JosephGuarnieri博士说:"人类患者的组织样本让我们能够观察线粒体基因表达在疾病开始和发展结束时受到的影响,而动物模型则让我们能够填补空白,观察基因表达差异随着时间的推移而发生的变化。"研究发现,在尸检组织中,肺部的线粒体基因表达已经恢复,但心脏、肾脏和肝脏的线粒体功能仍然受到抑制。在对动物模型进行研究并测量肺部病毒量达到高峰的时间时,尽管在大脑中没有观察到SARS-CoV-2的存在,但小脑中的线粒体基因表达却受到了抑制。其他动物模型显示,在SARS-CoV-2感染的中期阶段,肺部的线粒体功能开始恢复。综合来看,这些结果表明宿主细胞对最初感染的反应方式涉及肺部,但随着时间的推移,肺部的线粒体功能得到恢复,而在其他器官,特别是心脏,线粒体功能仍然受损。"这项研究为我们提供了强有力的证据,证明我们不能再把COVID-19严格地看作是一种上呼吸道疾病,而应该把它看作是一种影响多个器官的全身性疾病,"共同第一作者、CHOPCMEM主任道格拉斯-华莱士(DouglasC.Wallace)博士说。"我们在肺部以外的器官观察到的持续功能障碍表明,线粒体功能障碍可能会对这些患者的内脏器官造成长期损害。"虽然利用这些数据进行的未来研究将研究全身免疫和炎症反应可能是导致一些患者病情更加严重的原因,但研究小组在微RNA2392(miR-2392)中发现了一个潜在的治疗靶点,该靶点在本研究使用的人体组织样本中被证明可以调节线粒体功能。共同第一作者、生物统计学家、布罗德研究所客座研究员、COV-IRT创始人兼总裁AfshinBeheshti博士说:"在感染SARS-CoV-2的患者血液中,这种microRNA上调,这不是我们通常期望看到的。中和这种microRNA可能会阻碍病毒的复制,为有可能出现与该疾病相关的更严重并发症的患者提供了另一种治疗选择"。今年早些时候,盖茨基金会向华莱士博士和CMEM提供了资助,用于研究世界人口中的mtDNA变异如何影响线粒体功能,从而影响个体对SARS-CoV-2的敏感性。华莱士认为,SARS-CoV-2明显影响线粒体功能的证明支持了线粒体功能的个体差异可能是COVID-19个体严重程度的一个因素的假设。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376709.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376709.htm

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细胞能量发生器受损可能是Long-COVID的成因

细胞能量发生器受损可能是Long-COVID的成因一项研究发现,SARS-CoV-2会破坏肺部和其他器官中的线粒体基因,而线粒体是细胞的动力源泉。自COVID-19首次大流行以来,研究人员一直在试图弄清为什么与其他冠状病毒相比,SARS-CoV-2会产生如此长期的负面影响。长期COVID是指在感染SARS-CoV-2后,症状会持续数周、数月甚至数年。慢性疼痛、脑迷糊、呼吸急促、胸痛和极度疲劳--所有这些都可能使人衰弱--是常见的长期COVID症状。现在,费城儿童医院(CHOP)和COVID-19国际研究小组(COV-IRT)的研究人员领导的一项研究可能已经提供了一些答案。它与线粒体有关,线粒体是细胞的动力之源。每个细胞都有线粒体,每个线粒体都含有自己的DNA(线粒体DNA或mtDNA)。mtDNA包含37个基因,其中13个与制造能量生产所需的酶有关,其余基因则为制造称为转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)的分子提供指令。为了分析SARS-CoV-2如何影响线粒体,研究人员结合使用了鼻咽部(鼻子和喉咙)和尸检组织,研究了受影响患者和动物模型的基因表达。该研究的第一作者约瑟夫-瓜尔尼里(JosephGuarnieri)说:"人类患者的组织样本让我们得以观察线粒体基因表达在疾病开始和发展结束时受到的影响,而动物模型则让我们得以填补空白,观察基因表达差异随时间推移的进展情况。"他们发现,在尸检组织中,肺部的线粒体基因表达已经恢复,但心脏、肾脏和肝脏的线粒体功能仍然受到抑制。在肺部病毒达到峰值的动物模型中,研究人员发现,尽管大脑中未发现SARS-CoV-2病毒,但小脑中的线粒体基因表达受到抑制。此外,动物模型显示,在感染中期,肺部线粒体功能开始恢复。研究人员说,这些发现表明,虽然SARS-CoV-2感染最初涉及肺部,但随着时间的推移,肺部的线粒体基因表达得到恢复,但其他器官的线粒体基因表达仍然受损。他们还说,这些研究结果支持这样一种假设,即线粒体功能的个体差异可能解释了为什么COVID1-9感染的严重程度因人而异。共同作者道格拉斯-华莱士(DouglasWallace)说:"这项研究为我们提供了强有力的证据,表明我们需要停止将COVID-19严格地视为一种上呼吸道疾病,而开始将其视为一种影响多个器官的系统性疾病。我们在肺部以外的器官中观察到的持续功能障碍表明,线粒体功能障碍可能会对这些患者的内脏器官造成长期损害"。这项研究发现了一个潜在的治疗靶点--微RNA2392(miR-2392),研究人员分析的人体组织样本显示,它能调节线粒体功能。该研究的另一位合著者阿夫申-贝赫什蒂(AfshinBeheshti)说:"在感染SARS-CoV-2的患者血液中,这种微RNA被上调,这不是我们通常期望看到的。中和这种microRNA可能会阻碍病毒的复制,为有可能出现与该疾病相关的更严重并发症的患者提供了一种额外的治疗选择"。这项研究发表在《科学转化医学》(ScienceTranslationalMedicine)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376381.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376381.htm

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研究人员已确定可逆转COVID-19引发大脑早衰的药物

研究人员已确定可逆转COVID-19引发大脑早衰的药物研究人员利用实验室培育的脑器官(如图中所示)来确定逆转由COVID-19感染引起的大脑早衰的药物虽然SARS-CoV-2主要是一种呼吸道病毒病原体,但它在急性期后也会产生一系列神经系统并发症。Long-COVID通常与认知障碍或脑雾有关,是一种值得注意的并发症,有大量证据表明COVID-19患者的大脑结构发生了显著变化。虽然衰老细胞或"僵尸"细胞--停止分裂的细胞在神经退行性疾病和衰老过程中出现的认知能力下降中的作用得到了研究的支持,但它们对与COVID-19相关的大脑衰老的贡献尚不清楚。这促使昆士兰大学(UQ)澳大利亚生物工程和纳米技术研究所(AIBN)的研究人员研究不同的SARS-CoV-2变体对脑组织的影响,并寻找可能逆转这一过程的药物。"我们发现COVID-19会加速'僵尸'或衰老细胞的出现,随着年龄的增长,这些细胞会自然地在大脑中逐渐积累,"该研究的第一作者和通讯作者胡利奥-阿瓜多说。"众所周知,衰老细胞会导致组织炎症和退化,使患者出现认知障碍,如脑雾和记忆力减退。"研究人员假设,SARS-CoV-2诱导的大脑衰老与病毒在急性期的神经炎症效应有关。为了验证他们的假设,研究人员分析了因严重的COVID-19或非感染性、非神经系统原因死亡的患者的大脑。他们发现,与对照组相比,COVID-19患者大脑中p16蛋白阳性细胞的数量增加了七倍多。细胞衰老通常以p16的表达为特征,研究结果表明,SARS-CoV-2有可能引发细胞衰老,从而导致认知能力下降,并加速与Long-COVID相关的神经退行性过程。研究人员随后用胚胎干细胞生成了脑器官组织(实验室制造的微型脑模型),并对器官组织进行了八个月的生理老化,然后测试了衰老剂或清除衰老细胞的药物的疗效。阿瓜多说:"我们用脑器官组织筛选一系列治疗药物,寻找能够清除衰老细胞的药物。"他们发现了四种能选择性消除衰老细胞的药物:Navitoclax、ABT-737、漆黄素以及达沙替尼和槲皮素的组合(D+Q)。Navitoclax和ABT-737可抑制Bcl-2蛋白,从而诱导衰老细胞凋亡或程序性细胞死亡。漆黄素和D+Q可通过血脑屏障,清除大脑中的衰老细胞。将衰老的器官组织暴露于两种剂量(每两周一次)的Navitoclax、ABT-737或D+Q,然后对它们进行大量RNA测序分析。人类干细胞衍生的脑器质性组织使研究人员能够进行在人类受试者身上难以进行的伦理和实际实验。与Navitoclax和ABT-737相比,D+Q的作用范围更广,可减轻细胞衰老所特有的多种促炎通路。除了作为一种衰老剂,D+Q还能使九个月大的器官组织的基因表达年龄恢复到与八个月大的器官组织相当的水平。D+Q治疗引起的基因表达变化与热量限制等延长寿命干预措施的特征呈正相关,这表明该药物在针对细胞衰老方面具有促进健康的作用。简而言之,这种疗法使器官组织的脑组织重新焕发青春。除了正常的脑衰老外,研究人员还用SARS-CoV-2的变种感染了脑器官组织,发现它们导致细胞衰老显著增加,尤其是Delta变种。用衰老剂处理受感染的有机体后,SARS-CoV-2病毒RNA的表达明显减少。研究人员随后对感染了SARS-CoV-2Delta变体的小鼠进行了实验。与对照组相比,使用漆黄素或D+Q治疗后,小鼠的存活率明显提高,中位寿命延长了60%。所有衰老干预措施都显著减少了与COVID相关的疾病特征,尤其是在D+Q治疗组,包括减少p16和促炎细胞因子。与类器官实验一样,研究人员发现,与未接受治疗的小鼠相比,接受衰老剂治疗的小鼠病毒基因表达显著降低,感染小鼠的衰老基因表达降低到与未感染大脑相当的水平。阿瓜多说:"还需要更多的研究来充分了解其中的机制,但这项研究标志着我们在了解病毒感染、衰老和神经健康之间错综复杂的关系方面迈出了重要一步。从长远来看,我们可以期待这些药物被广泛用于治疗由COVID-19等病毒感染引起的持续性急性感染后综合征"。研究人员说,使用脑器官组织使他们能够进行在人类受试者身上实际上很难进行的伦理研究,同样的方法也可用于研究其他与衰老相关的神经退行性疾病。这项研究的共同作者之一恩斯特-沃尔维唐(ErnstWolvetang)说:"我们的研究很好地展示了人脑模型如何加速治疗药物的临床前筛选--同时也向无动物试验迈进--并可能产生全球性影响。同样的药物筛选方法也有助于阿尔茨海默氏症的研究,以及一系列以衰老为驱动因素的神经退行性疾病的研究。"该研究发表在《自然-衰老》(NatureAging)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399213.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1399213.htm

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研究显示COVID-19感染包括多种SARS-CoV-2病毒变体

研究显示COVID-19感染包括多种SARS-CoV-2病毒变体凯斯西储大学(CWRU)的研究人员对360名COVID-19患者的病毒感染进行了基因排序。他们发现SARS-CoV-2病毒有广泛的遗传变异,表明所有的个体感染都包括病毒的多种变体。研究人员指出,有关该病毒的报告通常强调一个单一的优势毒株。这导致了对病毒遗传变异的报道不足,并可能在公共卫生计划和反应中产生严重后果。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315833.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1315833.htm

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研究人员认识到粘膜疫苗有望彻底改变与COVID-19的斗争

研究人员认识到粘膜疫苗有望彻底改变与COVID-19的斗争尽管目前可用于COVID-19的疫苗在预防严重疾病、住院和死亡方面通常是有效的,但研究人员认识到需要改进。在预防SARS-CoV-2的传播或感染方面更有效的疫苗可以减少病毒的整体复制和相关的疾病负担。由于SARS-CoV-2通过呼吸道进入人体并进行传播,一种促进呼吸道粘膜免疫反应的疫苗可以更好地阻断传播和感染。尽管目前至少有44种粘膜疫苗处于临床前开发阶段,还有几种处于临床开发阶段或被授权在其他国家使用,但美国或欧洲的监管机构还没有授权使用COVID-19粘膜疫苗。NIAID与流行病预防创新联盟、比尔和梅林达-盖茨基金会、生物医学高级研究与发展局以及惠康信托基金合作,共同举办了这次研讨会。在为期两天的活动中(2022年11月7-8日),疫苗研究人员和开发人员在八个会议上进行了虚拟会面,并讨论了粘膜疫苗开发中的挑战和优先事项。从病人样本中分离出来的严重感染SARS-COV-2病毒颗粒(紫色)的凋亡细胞(绿色)的彩色扫描电子显微镜照片。资料来源:NIAID例如,必须确定和验证新的保护相关因素,以评估疫苗是否能改善受体对SARS-CoV-2的粘膜免疫反应,并促进临床测试和监管部门的批准。报告称,需要改进动物模型以帮助研究人员开发潜在的粘膜疫苗。需要谨慎的临床设计来评估与粘膜疫苗有关的独特的安全问题,并适当评估疫苗是否能阻止病毒的传播。试验设计还需要考虑到疫苗的使用方式。由于大多数人已经接种过SARS-CoV-2疫苗或有过自然感染,粘膜疫苗可能会被用作增强剂,研究人员需要了解疫苗在先前有一些免疫力的人身上的功能如何。输送方式也必须加以考虑:鼻腔喷雾剂、药丸、口服液体,甚至雾化器都可以将疫苗更直接地输送到呼吸系统,但每一种都对制造、测试和输送带来了独特的挑战。尽管存在这些和其他挑战,研讨会的与会者对COVID-19的粘膜疫苗的前景表示乐观。考虑到一个成功的候选者可能带来的潜在好处,他们得出结论,进一步开发粘膜疫苗所需的研究是一个优先事项。这种研究除了推动COVID-19疫苗学的发展外,甚至还可能导致其他疾病疫苗的改进,如流感、呼吸道合胞病毒(RSV)或肺结核。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354793.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1354793.htm

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先进的 RNA 测序技术揭示了 COVID-19 新变异的驱动因素

先进的RNA测序技术揭示了COVID-19新变异的驱动因素了解助长SARS-CoV-2产生变异能力的遗传机制对遏制COVID有很大帮助。在今天(4月22日)发表在《自然-微生物学》(NatureMicrobiology)上的这项研究中,贝勒医学院和合作机构的研究人员开发了一种名为tARC-seq的新技术,它揭示了影响SARS-CoV-2分化的遗传机制,并使研究小组能够计算出SARS-CoV-2的变异率。利用tARC-seq,研究人员还在实验室中捕捉到了受感染细胞中SARS-CoV-2的新突变,再现了全球大流行病毒测序数据所揭示的观察结果。这些发现有助于监测病毒在人类群体中的进化。"SARS-CoV-2病毒使用RNA而不是DNA来存储其遗传信息。我们实验室长期以来一直对研究RNA生物学感兴趣,当SARS-CoV-2出现时,我们决定研究它的RNA复制过程,RNA病毒的复制过程通常容易出错,"通讯作者、贝勒大学分子与人类遗传学教授、分子病毒学与微生物学教授ChristopheHerman博士说。研究人员希望跟踪RNA复制错误,因为这些错误对于了解病毒如何进化、如何在人类群体中传播时发生变化和适应至关重要,但目前的方法缺乏精确性,无法检测到罕见的新SARS-CoV-2变异,尤其是在病毒数量较少的样本中,如来自患者的样本。DanLDuncan综合癌症中心成员赫尔曼说:"由于患者样本中的SARS-CoV-2RNA副本非常少,因此很难区分SARS-CoV-2RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)(复制这种病毒RNA的酶)产生的错误和序列分析中使用的其他酶产生的错误。我们开发了一种技术,称为靶向精确RNA共识测序(tARC-seq),它使我们能够测量复制极低量特定RNA时的真实误差。"最初的想法是,由于SARS-CoV-2有一种内部机制来修复RdRp所犯的错误,因此病毒应该不会很快进化或变异。赫尔曼说:"这种想法与大流行期间世界各地经常出现新的COVID变种这一事实形成了鲜明对比。自大流行开始以来,我们已经看到了一些突出的变种,包括Alpha、Beta、Delta和Omicron,以及这些群体中的变种"。有了改进后的分析工具,研究人员准确测定了实验室细胞培养物和临床样本中SARS-CoV-2的变异频率和变异类型。赫尔曼说:"我们发现变异率高于最初的预期,这有助于解释COVID变体频繁出现的原因他们还发现,SARS-CoV-2RNA中存在一些热点,这些位置比其他位置更容易发生变异。"例如,我们在与尖峰蛋白相对应的RNA区域发现了一个热点,尖峰蛋白是一种能让病毒侵入细胞的蛋白质。此外,尖峰蛋白的RNA也构成了许多疫苗,"赫尔曼说。tARC-seq方法还发现,新变体的产生涉及模板切换。"RdRp在复制一个RNA模板或序列时,会跳转到附近病毒上的另一个模板,然后继续复制RNA,因此产生的新RNA副本是两个RNA模板的混合物,"赫尔曼说。"这种模板切换会导致序列插入或缺失,从而产生病毒变异。我们还观察到了复杂的突变。SARS-CoV-2利用模板切换和复杂突变这两种强大的生物机制,使其能够快速进化,产生变种,以适应并在人类种群中存活。""tARC-seq使我们能够在实验室细胞培养物中捕捉到新突变的出现,这些新突变再现了全球大流行测序数据中观察到的突变,这既有趣又令人兴奋。我们的新技术捕捉到了个体患者临床样本中新突变的快照,可用于监测人类群体中的病毒进化。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428224.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428224.htm

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研究人员发现普通感冒可以为儿童提供对COVID-19的保护

研究人员发现普通感冒可以为儿童提供对COVID-19的保护瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员现在利用大流行之前收集的儿童血液样本进行了一项研究,他们发现了记忆T细胞,这些细胞对感染了SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)的细胞有反应。四种冠状病毒导致普通感冒对儿童的这种免疫力的一个可能解释是,他们已经有了由造成季节性普通感冒症状的四种冠状病毒之一引起的感冒。这可能会刺激T细胞的免疫反应,使其也能对感染SARS-CoV-2的细胞产生反应。这项新的研究加强了这一假设,并显示以前被OC43病毒激活的T细胞能够对SARS-CoV-2产生交叉反应。该研究的通讯作者、卡罗林斯卡学院实验医学系研究组组长AnnikaKarlsson说:"这些反应在生命早期特别强烈,随着我们年龄的增长,反应会变得更弱。我们的研究结果显示了T细胞反应是如何发展和随时间变化的,并能指导未来的疫苗监测和开发"。两岁时的强大免疫力研究结果表明,对冠状病毒的记忆性T细胞反应早在两岁时就已形成。该研究基于48份两岁和六岁儿童的血液样本,以及94份26岁至83岁成年人的样本。该分析还包括最近从COVID-19中康复的58人的血液样本。目前在卡罗林斯卡医学院Huddinge医学系的博士后研究员MarionHumbert说:"接下来,我们想对更小和更大的儿童、青少年和年轻的成年人做类似的研究,以便更好地跟踪对冠状病毒的免疫反应如何从童年发展到成年。"这篇论文是卡罗林斯卡医学院、伯尔尼大学(瑞士)、奥斯陆大学(挪威)和林雪平大学(瑞典)的研究人员之间合作研究的结果。该研究由瑞典研究理事会、斯德哥尔摩地区(CIMED)、卡罗林斯卡学院、Knut和AliceWallenberg基金会以及欧洲研究理事会资助。Karl-JohanMalmberg、EbbaSohlberg和SooAleman从本研究项目之外的公司和组织处获得费用(详见论文);所有其他研究人员均报告没有利益冲突。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355831.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355831.htm

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