SARS-CoV-2的隐形杀手！Cell Stem Cell | 揭示新冠病毒感染如何导致或恶化糖尿病

转自：生物谷

在一项新的研究中，来自威尔康奈尔医学院的研究人员利用一种先进的模型系统，揭示了SARS-CoV-2冠状病毒诱发糖尿病以及加重已患糖尿病者并发症的机制。他们发现，这种病毒暴露会激活免疫细胞，进而破坏产生胰岛素的胰腺细胞——β细胞。

相关研究结果于2024年9月3日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“Human vascularized macrophage-islet organoids to model immune-mediated pancreatic β cell pyroptosis upon viral infection”。

论文共同通讯作者、威尔康奈尔医学院基因组健康中心主任Shuibing Chen教授说：“长期以来，该领域一直有一种假设，即某些病毒感染可能会诱发 1 型糖尿病。但我们能够证明在 SARS-CoV-2 感染的情况下，这种情况是如何发生的。”

论文共同通讯作者、威尔康奈尔医学院医学副教授Robert Schwartz博士说：“当有人出现严重的 COVID-19 时，首要任务当然是治疗危及生命的症状。但是展望未来，也许有办法开发出有助于避免胰腺等器官日后受伤的临床疗法。”

病毒对胰腺的影响

从 COVID-19 大流行的早期开始，照顾病人的医生就观察到这种病毒影响了多个器官系统，不仅包括肺部，还包括心脏、肝脏、结肠和胰腺。在这项新的研究中，研究者首先从因 COVID-19 而死亡的人的尸体解剖中提取了胰腺组织样本。他们观察到，胰岛——胰腺中产生胰岛素以调节血糖的部分受到了损伤。

随后，他们使用一种名为 GeoMx 的分析技术对这些样本进行了更详细的研究。结果发现，这种组织中存在一种叫做促炎巨噬细胞的免疫细胞。这些巨噬细胞的任务是杀死病原体，但它们有时会对健康组织造成附带损害。

使用胰岛类器官模型

为了进一步了解这种活动，研究者使用了 Chen 博士实验室开发的一种从未使用过的模型系统：包括血管系统和免疫细胞的胰岛类器官（pancreatic islet organoids）。Chen 说：“如果我们想利用这种类器官研究疾病是如何发展的，那么在这种模型中加入免疫系统的成分就非常重要。”

在这种情况下，在用 SARS-CoV-2 感染这种类器官后，他们发现这些巨噬细胞似乎通过一种叫做“细胞焦亡（pyroptosis）”的细胞死亡方式杀死 β 细胞。研究者还利用胰岛类器官研究了胰腺对感染另一种传染性病毒——柯萨奇病毒 B4（coxsackievirus B4）的反应，这种病毒与 1 型糖尿病的发病有关。他们发现了类似的巨噬细胞反应。

Schwartz 说：“展望未来，这种类器官系统也将有助于研究其他病毒。” 对激活这些巨噬细胞的信号分子的进一步研究还提出了保护严重感染患者的 β 细胞免受损伤的潜在干预措施。虽然如今开始测试任何治疗方法还为时过早，但这在未来是有可能实现的。

这项研究还可能有助于揭示长新冠（long COVID）的根本原因，据信长新冠影响着美国1500多万人。

总结

这项研究不仅揭示了 SARS-CoV-2 感染如何破坏胰腺功能，还为开发新的治疗方法提供了重要线索。通过深入了解病毒与免疫系统的相互作用，科学家们有望找到更有效的手段来保护患者免受长期的健康影响。

参考资料：

Liuliu Yang et al. Human vascularized macrophage-islet organoids to model immune-mediated pancreatic β cell pyroptosis upon viral infection. Cell Stem Cell, 2024, doi:10.1016/j.stem.2024.08.007.