一个血管化的人体器官芯片揭示了SARS-CoV-2在发育指导组织成熟中的敏感性
Titilola D Kalejaiye1, Rohan Bhattacharya1,2, Samira Musah1,2,3,4,5
1Department of Biomedical Engineering, Pratt School of Engineering, Duke University, Durham, NC USA.
Cellular and molecular bioengineering
|November 4, 2025
概括
来自人类诱导的多能干细胞的成熟囊细胞比原始细胞更容易感染SARS-CoV-2. 这凸显了使用适合发育的模型来研究病毒热带和疾病机制的重要性.
科学领域:
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 病毒学 病毒学
- 器官在芯片上的技术
背景情况:
- 来自干细胞的模型对于研究发育和疾病是有价值的,但往往缺乏成熟的表型.
- 了解表皮细胞前代在疾病和病毒热带主义中的作用需要实验验证.
- 开发体外类似模型对于准确的临床前研究至关重要.
研究的目的:
- 使用发育方法从诱导多能干细胞 (iPSCs) 开发成熟的人体内皮细胞 (podocytes).
- 在一个血管化的微流体脏在芯片平台上模拟严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2) 感染.
- 为了研究不同类型的细胞对SARS-CoV-2感染的易感性.
主要方法:
- 从患者特定的iPSC中分化成熟的皮囊细胞和血管内皮细胞,模仿发育谱系.
- 设计了一个个性化的血管化微生理学平台,使用干细胞衍生细胞来建模球组织.
- 评估了SARS-CoV-2的进入机制和细胞谱系标记物的表达在转录和蛋白质层面.
主要成果:
- 片上的脏模型表明,与较少专业化的细胞相比,成熟的球上皮质对SARS-CoV-2的敏感性显著更高.
- SARS-CoV-2 感染改变了细胞谱系标记物的表达,成熟的 podocytes 显示出不同的转录反应.
- 细胞的转录性变化与病毒相互作用的表位和入口通路有关.
结论:
- 适合发育的临床前模型对于研究疾病机制和治疗反应至关重要.
- 表皮细胞对病毒感染的敏感性取决于成熟期,为器官特定疾病提供了洞察力.
- 改进临床前模型以模仿人类生理学增强生物医学研究的翻译相关性.
