科研职员应用器官芯片技术模拟新冠病毒感化诱发肺毁伤和免疫反馈

中国迷信院昆明植物研讨所民间网站13日宣布新闻称，中科院年夜连化学物理研讨所秦建华研讨员团队与该所郑永唐研讨员团队单干，应用器官芯片技术树立一种体外肺器官微心理体系，模拟新冠病毒感化人体招致的肺组织毁伤和免疫反馈等，为新冠病毒致病机制研讨和疾速药物评估等提供新战略和新技术。

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感化已招致环球年夜风行。肺脏是SARS-CoV-2感化的次要靶器官。今朝新冠肺炎的临床医治多以综合医治为主，但仍缺乏殊效药物。虽然后期已有细胞和植物模子用于新冠病毒研讨，但在一定水平上仍存在诸多局限。现阶段，仍短少可能在组织器官程度反映人体对新冠病毒感化相应的研讨模子，这也是重大制约以后新冠病毒药物研发过程的瓶颈之一。

器官芯片是一种新兴前沿穿插迷信技术，它交融物理、化学、工程学和生物学等多学科办法，可在几平方厘米年夜小的流控芯片上仿生构建多种人体组织器官的微缩模子，用来反映人体器官的症结构造与生物功效。特殊是，它有能够曩昔所未有的方式在体外再现人体对多种外界因素刺激的相应，在性命迷信研讨、疾病研讨和新药研发等畛域具备普遍利用后劲。

在此项研讨中，研讨者起首应用器官芯片技术仿生构建人体肺泡功效单位，并进一步展开新冠病毒感化试验。研讨者从人体肺组织简单构造与功效特色动身，在具备多层分腔设计的可贯注微芯片中模拟人体肺泡组织微情况；试验中，在芯片多孔膜两侧(肺泡侧/血管侧)的微腔内，通过人肺泡上皮细胞、肺微血管内皮细胞和人外周血免疫细胞的动静共培育，树立包括多种人源细胞、机器流体和组织界面等简单因素的功效性肺泡-毛细血管屏蔽，然后展开芯片上的新冠病毒感化试验。

成果显示，当芯片上肺泡侧上皮细胞裸露于新冠病毒后，上皮细胞内可见年夜量病毒复制，并呈现肺组织屏蔽完全性毁坏。转录组阐发发现，SARS-CoV-2感化在两种细胞中触发分歧的相应机制，别离激活了上皮细胞中I型烦扰素通路和内皮细胞中JAK-STAT通路等。依据病毒载量盘算，人肺泡上皮细胞出现更强的病毒易理性，是病毒复制的次要场合，而人肺微血管内皮细胞中病毒载量较低，提示病毒能够通过感化肺上皮细胞直接影响内皮细胞。

此外，研讨发现，病毒感化还可招致芯片血管侧人外周血免疫细胞在血管内皮细胞上的粘附添加，并开释年夜量炎症因子(如IL-1β，IL-6，IL-8，TNF-α)，提示新冠病毒感化肺组织能够通过激活人体免疫细胞开释年夜量炎症因子，诱发肺微血管内皮毁伤。应用该模子，研讨者还对立病毒化合物的药效进行初步测试和评估。

该研讨应用器官芯片技术，树立基于组织程度的人类新冠肺炎疾病模子，在体外模拟新冠病毒感化招致的肺屏蔽功效阻碍、免疫细胞粘附、炎症因子开释和肺内皮细胞毁伤等一系列症结病理心理进程，反映新冠病毒感化中多细胞简单因素参加介导的病原—宿主互相作用。这种模子体系具备建模周期短、本钱低、人源性和易于监测等特色，可以获得传统办法难以获取的动静生物学信息，并可延伸用于多器官累及的新冠肺炎机理研讨。

相关研讨结果于近日颁发于《先进迷信》上。(100yiyao.com）

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