肺脑微生理系统中由SARS-CoV-2引起的血脑屏障损伤和神经炎症

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 传染性疾病 传染性疾病
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• COVID-19经常出现神经系统症状,但潜在的机制尚不清楚.
• 了解SARS-CoV-2感染和大脑并发症之间的联系对于患者护理至关重要.

研究的目的:

• 开发和利用一种新的肺脑微生理系统来建模SARS-CoV-2神经病变发生.
• 调查系统性炎症与直接病毒入侵在COVID-19相关的神经功能障碍中的作用.

主要方法:

• 膜和血脑屏障 (BBB) 组织芯片的整合,以创建一个人性化的肺脑模型.
• BBB芯片直接或间接通过感染的肺组织排泄物暴露于SARS-CoV-2.
• 对受影响的大脑内皮和质细胞的转录分析.
• 在体内验证,使用表达人类血管酶转化酶的转基因小鼠进行验证 2.

主要成果:

• 直接暴露于SARS-CoV-2引起了轻微的BBB变化,而通过感染的肺排泄物间接暴露导致了显著的BBB损伤,内皮功能障碍,细胞周损失和神经炎症.
• 转录学揭示了大脑内皮中的下调的actin细胞骨架基因和质细胞中的上调的炎症基因.
• 在小鼠肺部感染后,即使病毒载量低,也观察到大脑微血管损伤.

结论:

• 来自肺部的系统性炎症是COVID-19中神经病变发生的可能驱动因素.
• 对神经系统并发症而言,对大脑的直接病毒入侵可能不必要.
• 肺脑微生理系统为研究病毒感染对中枢神经系统的影响提供了一个有价值的平台.