【前沿&进展】Nature Microbiology:皮肤类器官有望成为猴痘病毒感染和药物治疗效果评价新模型

近日,荷兰伊拉斯姆斯大学医学中心的科研人员利用前期构建的人诱导多能干细胞(hiPSC)来源的皮肤类器官,尝试猴痘病毒的感染研究,结果发现猴痘病毒可以感染该皮肤类器官,并会重塑宿主细胞转录组,并触发大量病毒转录本表达。该研究还发现,FDA批准的天花治疗药物Tecovirimat能够抑制传染性猴痘病毒的产生,并防止感染导致的宿主转录组重塑。结果显示该类器官模型可以作为评价抗猴痘病毒药物的潜在模型。相关成果发表在 Nature Microbiology 杂志,题为Mpox virus infection and drug treatment modelled in human skin organoids 。

人诱导多能干细胞(hiPSC)来源的皮肤类器官能够重现人体皮肤的生理特征。这些3D培养的类器官显示出一种多层结构,与活体皮肤相比,皮肤类器官的真皮与外部环境接触,而表皮则朝向类器官的中心。它们还具有多个皮肤附件,例如毛囊和皮脂腺。其最新研究建立的气-液界面培养系统,使皮肤类器官更接近于人类皮肤的生理特性。

Mpox 病毒(MPXV)主要感染人类皮肤引起病变。目前,缺乏重现MPXV 皮肤感染的稳健模型。研究团队发现,hiPSC来源的皮肤类器官支持猴痘病毒的有效感染,即该皮肤类器官容易受到 MPXV 感染并支持感染性病毒的产生。使用透射电子显微镜,该团队可视化了细胞内病毒颗粒组装的四个阶段:病毒颗粒组装、未成熟病毒体、成熟病毒体和具有包膜的病毒体。

转录分析表明,MPXV 感染会重新连接宿主转录组并触发病毒转录本的大量表达。早期使用抗病毒药物替科维马治疗可有效抑制传染性病毒的产生并防止宿主转录组重新形成。延迟使用替科维马治疗也会抑制传染性 MPXV 颗粒的产生,尽管程度较小。这项研究建立了人类皮肤类器官作为一个强大的实验模型,用于研究 MPXV 感染、绘制病毒-宿主相互作用图谱和测试治疗方法。该皮肤类器官模型系统在研究病毒-宿主相互作用和测试抗病毒药物方面的潜力。

气-液界面(ALI)培养的皮肤类器官的猴痘病毒感染及抗病毒治疗
内容来源:病毒学界
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