澳大利亚研究团队利用iPSCs技术构建早期胎盘类器官模型,研究新冠病毒感染对胎盘生理、发育的影响

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进入21世纪以来,人类已经经历了三次由冠状病毒引发的重大传染病疫情:2003年的非典型性肺炎(SARS);2012年的中东呼吸综合征(MERS);2019年的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)。冠状病毒已然成为影响人类健康的重大潜在风险。
澳大利亚研究团队利用iPSCs技术构建早期胎盘类器官模型,研究新冠病毒感染对胎盘生理、发育的影响
孕妇是疫情期间的风险人群,几项临床报告发现妊娠期间的SARS-CoV-2感染与包括死胎或早产在内的不良分娩结果有一定联系,并且这些并发症在妊娠早期感染时更容易发生[1-2]。一些研究在人胎盘组织中也检测到SARS-CoV-2,而且在某些情况下与炎症和病理有关[2-8]。SARS-CoV-2如何感染胎盘并影响妊娠是很有意义的研究课题。但苦于研究对象、研究模型受限,难以开展相关工作。
利用成体干细胞或多能干细胞进行体外三维培养而形成的类器官,因其能够在结构和功能上模拟真实器官、能够最大程度地模拟体内组织结构和功能、能够长期稳定传代培养等特点,已在疾病建模、药物筛选、药物毒理检测等方向展现出巨大的应用潜能。
近期,澳大利亚莫纳什大学Jose Polo教授团队、墨尔本大学Kanta Subbarao教授团队联合在Nature Cell Biology杂志发表题为
《A placental model of SARS-CoV-2 infection reveals ACE2-dependent susceptibility and differentiation impairment in syncytiotrophoblasts》
的研究论文,利用iPSCs技术构建早期胎盘类器官模型,继而研究SARS-CoV-2感染对胎盘生理、发育的影响。
澳大利亚研究团队利用iPSCs技术构建早期胎盘类器官模型,研究新冠病毒感染对胎盘生理、发育的影响
研究发现,作为SARS-CoV-2感染细胞的主要受体,ACE2在胎盘细胞群——绒毛外滋养细胞(EVTs)和合胞滋养细胞(STs)中高度表达。然而,有趣的是,STs,而不是EVTs,对SARS-CoV-2感染非常敏感。因此,这些研究为SARS-CoV-2如何感染胎盘组织提供了分子和细胞解释。此外,STs是产生人绒毛膜促性腺激素(HCG)的关键细胞类型,HCG是维持妊娠的关键激素,作者观察到SARS-CoV-2的感染造成这些细胞的损伤,导致HCG生成的降低。这为解释COVID-19对妊娠早期的影响提供了一种可能的解释。
此外,研究人员还发现Remdesivir和抗ACE2抗体能够阻止病毒感染,并且可以恢复HCG水平和更低的细胞死亡,这为孕妇感染SARS-CoV-2后的治疗提供了潜在策略;研究也证实Omicron毒株有一定的逃逸能力。
此外,本研究中开发的模型系统还将有助于研究早期胎盘如何受到其他感染因子、化学物质或生理条件的影响。

参考文献:

1. Piekos, S. N. et al. The efect of maternal SARS-CoV-2 infection timing on birth outcomes: a retrospective multicentre cohort study. Lancet Digit. Health 4, e95–e104 (2022)

2. Schwartz, D. A. & Avvad-Portari, E. Placental tissue destruction and insuficiency from COVID-19 causes stillbirth and neonatal death from hypoxic-ischemic injury: a study of 68 cases with SARS-CoV-2 placentitis from 12 countries. Arch. Pathol. Lab. Med.146, 660–676 (2022).

3. Li, M., Chen, L., Zhang, J., Xiong, C. & Li, X. The SARS-CoV-2 receptor ACE2 expression of maternal-fetal interface and fetal organs by single-cell transcriptome study. PLoS ONE 15, e0230295 (2020).

4. Cribiù, F. M. et al. Severe SARS-CoV-2 placenta infection can impact neonatal outcome in the absence of vertical transmission. J. Clin. Invest. 131, e145427 (2021).

5. Hecht, J. L. et al. SARS-CoV-2 can infect the placenta and is not associated with specific placental histopathology: a series of 19 placentas from COVID-19-positive mothers. Mod. Pathol. 33, 2092–2103 (2020).

6. Hosier, H. et al. SARS-CoV-2 infection of the placenta. J. Clin. Invest. 130, 4947–4953 (2020).

7. Kreis, N.-N., Ritter, A., Louwen, F. & Yuan, J. A message from the human placenta: structural and immunomodulatory defense against SARS-CoV-2. Cells 9, 1777 (2020).

8. Argueta, L. B. et al. Inflammatory responses in the placenta upon SARS-CoV-2 infection late in pregnancy. iScience 25, 104223 (2022).

封面图来源:123rf

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本篇文章来源于微信公众号: 药时代

发布者:haitao.zhao,转载请首先联系contact@drugtimes.cn获得授权

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