在实验室中培育肠道“类器官”，研究为什么蝙蝠与病毒共存却不生病

时间：2021-12-31 00:00:00 来源：网络整理

研究人员试图解释为什么蝙蝠可以感染许多病毒，却一次没有患上疾病,如COVID-19，这能够帮助我们减少传染性疾病威胁人类的机会。但是直到现在,野生蝙蝠很难成为研究对象。为了克服这一障碍，研究人员首次培育出了rousette蝙蝠的“类器官”，它可以在体外繁殖肠道。

这篇蝙蝠类器官生长技术的论文发表在International Journal of Molecular Sciences杂志上。

蝙蝠是大量人类病原体的天然来源(或者，用流行病学术语来说，是“宿主”——病原体在其中存活而不引起疾病的宿主)。这些病毒包括导致许多疾病的病毒，如埃博拉病毒、马尔堡病毒、尼帕病毒、亨德拉病毒、非典病毒、中东呼吸综合征病毒和COVID-19病毒。事实上，一只蝙蝠可以携带这些病毒而不生病。为什么蝙蝠能与如此多的病毒共存而自身却不生病，这仍然是病毒学及其相关学科的一大谜团之一。目前的COVID-19大流行使得解决这一谜题变得更加紧迫。

然而蝙蝠是野生动物，不是驯养的实验动物。在蝙蝠身上进行可重复的研究比在老鼠或猪等更常见的实验动物身上进行研究要困难得多。因此，大多数实验都必须在取自蝙蝠的细胞系上进行，而不是在蝙蝠本身或蝙蝠器官上进行。

“如果这一实验障碍能够被克服，病毒与蝙蝠的关系就能被理解，从而减少人类疾病和死亡。”该论文的作者之一、东京农业科技大学传染病流行病学和预防研究中心副教授Tsutomu Omatsu说。

因此，研究人员开发了一种蝙蝠类器官，可以用于这种实验。类器官是一种在体外(在皮氏培养皿或其他实验室设备中)由干细胞培育而成的三维组织结构，它模仿活体动物的器官。在这种情况下，他们从一种飞狐的肠道细胞中培育出类器官。这种飞狐属于更广泛的飞狐属，也被称为飞狐蝠。

他们选择了罗塞特rousette蝙蝠，这是一种巨型蝙蝠或果蝠，因为它们被认为是丝状病毒家族的天然宿主，包括埃博拉病毒和马尔堡病毒。之所以选择这一特殊物种的圆叶蝙蝠，还因为在之前的研究中，另一种圆叶蝙蝠，leschenaultii，在实验接种导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒后，表现出短暂但不是强烈的感染，而来自Rousettus leschenaultia的一个细胞系则完全没有被感染。东南亚和澳大利亚的几种飞狐也被发现是正呼肠孤病毒(pRV)的宿主，这种病毒会导致人类的呼吸道疾病。

研究人员首先必须找到一种适合蝙蝠肠道细胞生长的培养基。他们通过尝试用9种不同的生长补充剂(促进细胞增殖的营养素和其他分子)培养类器官来做到这一点。七天后，其中三组的细胞生长和增殖率显著提高。

此外，用这三种补充剂生长的莲座蝙蝠肠类器官是长寿的，能够保持活跃的增殖多达10代(多达10倍的重建从分离细胞的类器官组成的以前)。经过长期冷冻保存(实质上是冷冻)的类器官在解冻后也能正常生长。

为了证实这种类器官是在模仿蝙蝠肠道的上皮组织(外层组织)——这是蝙蝠器官中最先遇到病毒颗粒的部分，因此具有特殊的科学价值——研究人员采用了两种技术。首先，他们使用透射电子显微镜来研究类器官的细胞解剖(组织学)。其次，他们使用免疫荧光染色法——一种用于检测和观察生物样本中的分子的常用方法——来寻找分子标记物，表明所研究的组织来自蝙蝠的肠道。这两种技术结合在一起告诉研究人员，类器官确实是在重建环状蝙蝠肠道组织的典型细胞成分。

还进行了使用类器官研究病毒关系的初步测试。实验接种表明，他们对伪狂犬病毒敏感，但对SARS-CoV-2不敏感。

在首次成功制造出蝙蝠类器官后，研究人员现在想要在其他飞狐器官，如肺、肝和肾上重复他们的伎俩。然后，研究人员将用高致病性病毒感染大量的蝙蝠“体内”，详细分析它们的基因表达(打开和关闭基因)，从而能够阐明为什么蝙蝠能够宿主这些病原体而不生病的机制。

文章标题Establishment of Intestinal Organoid from Rousettus leschenaultii and the Susceptibility to Bat-Associated Viruses, SARS-CoV-2 and pteropine Orthoreovirus

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