【血管炎症新機制】中大醫學院及港大醫學院合作研究新冠病毒誘發血管炎症的機制
中大醫學院及港大醫學院合作研究新冠病毒誘發血管炎症的機制,他們發現新冠病毒可以不用進入細胞內部,便可啟動一種獨特的細胞受體 TLR4,從而誘發血管炎症。
科學界普遍認知新冠病毒是透過與內皮細胞表面的ACE2受體結合,進入人體細胞後誘發炎症反應,部分研發中的藥物亦是針對此機制。由於內皮細胞形成血管內壁的細胞層,因此新冠病毒的入侵會導致血管炎症,病情較嚴重的病人會出現過度炎症、凝血或血栓等情況。不過,研究團隊發現,大部分成年人及胎兒的內皮細胞表面均沒有表達ACE2受體,意味ACE2受體並非誘發內皮炎症的主要原因。
為了排除因為實驗細胞經過多次傳送(高傳代數)而影響細胞特徵的可能性,他們利用可製造人體絕大部分細胞的「多能幹細胞」,培植出內皮細胞,配合由新冠患者體內提取的活病毒進行模擬感染,從而研究當中的感染機制。中大醫學院化學病理學系副教授呂愛蘭教授表示:「憑藉『多能幹細胞』的自生能力,我們可以培植出無限的內皮細胞以作研究用途,避免我們需要從患者體內提取細胞;固有方法不但只可提取有限數量的內皮細胞,亦具入侵性。」
雖然普遍認為可以讓病毒進入細胞的受體是有害的,但是次研究發現ACE2同時存在保護內皮細胞的功能,避免人體感染新冠病毒後出現過度炎症。此外,團隊指出新冠病毒可以不用進入細胞內部,只需啟動TLR4受體來誘發血管炎症。TLR4 表達於髓系免疫細胞和內皮細胞表面的先天免疫受體,最為人所知的功能是識別源自細菌的脂多醣。研究結果顯示,內皮TLR4受體可以識別新冠病毒,而針對TLR4的抑制劑可阻截新冠病毒誘發血管炎症。
團隊進一步利用單細胞分析技術,從新冠輕症及重症患者的血液中收集及分析游離內皮細胞的基因組。結果發現患者血液中的游離內皮細胞能夠顯示出 TLR4 信號通路的啟動基因。
這是一項概念驗證研究,展示利用「多能幹細胞」在血管中模擬新冠病毒感染的研究潛力。呂教授補充說:「人體幹細胞也可以應用於其他器官系統來模擬新冠病毒感染。如果我們從新冠患者身上收集『皮膚纖維母細胞』來培植誘導多能幹細胞,就可以因應患者的病情,提供個人化治療。」
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