引言
临床证明，COVID-19经常导致感染者出现神经系统症状，例如味觉/嗅觉丧失，或认知障碍（包括记忆力减退和注意力不集中等）。但是，COVID-19病毒到达大脑的方式过去是未知的。近日，法国巴斯德研究所（Institut Pasteur）和CNRS实验室的科学家们使用最先进的电子显微镜方法证明，SARS-CoV-2劫持了连接被感染细胞和神经元之间的纳米管。因此，病毒能够穿透神经元，而不必借助病毒感染细胞时通常会结合的ACE2受体。该研究上周发表在Science Advances杂志上。
COVID-19的感染机制
COVID-19病毒入侵时通常会寻找并结合人体细胞上的ACE2（血管紧张素转化酶2）受体。ACE2受体广泛存在于肺和呼吸道中，但大脑中的神经元缺乏这种受体，也就缺乏病毒结合的条件。但是，早期研究显示COVID-19病毒在患者大脑中留下了遗传物质痕迹，病毒如何能够自身进入神经元细胞？这背后未知的传播途径引起了科学家的重视。
借助巴斯德研究所纳米成像核心设施Titan Krios显微镜的高分辨率能力，研究人员发现，COVID-19病毒使用在受感染细胞和神经元之间形成的纳米管来接触神经元。这种瞬态动态结构是距离较远的细胞的细胞膜融合的结果，它们使细胞的物质交换无需膜受体。
SARS-CoV-2（黄色）通过细胞之间的纳米管传播。使用Imaris软件制作的共聚焦显微镜的3D图像。
图片来源:©Anna Pepe, Institut Pasteur
研究小组揭示了位于纳米管内部和表面的多个病毒颗粒。病毒从纳米管内传播比通过受体离开一个细胞移动到下一个细胞更快、更直接。另外，病毒也会在纳米管的外表面移动，在那里它可以更快地被引导到表达相容受体的细胞。
不仅如此，研究小组也认为COVID-19病毒能够诱导受感染细胞和神经元之间以及神经元之间形成纳米管，这将解释大脑是如何从嗅上皮细胞感染COVID-19病毒的。更重要的是，纳米管不受免疫系统的调节，这让病毒有足够的机会在感染者的大脑中安家。
巴斯德研究所膜运输和发病机制部门负责人Chiara Zurzolo这样解释该团队的假设：“纳米管可以被视为顶部有一条道路的隧道，它可以感染神经元等非允许细胞（指没有ACE2受体），但也有助于感染在允许细胞之间传播。”
纳米管内部和表面的SARS-CoV-2病毒颗粒(深蓝色)。低温电子断层扫描图像。
图片来源:©Anna Pepe, Institut Pasteur
纳米管在神经系统病症中的作用并不是首次发现，巴斯德研究所膜运输和发病机制部门过去已经发现，纳米管通过促进致病蛋白质的运输，在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等退行性疾病中发挥作用。
小结
正如许多研究报告指出的，大量COVID-19患者可能将面对新冠后遗症的长期影响，巴斯德研究所和其他研究机构进行的这类工作，可以帮助人类更好地了解COVID-19对人体造成破坏的机制，帮助患者更快地获得临床帮助。
参考来源：
[1] Pepe A, Pietropaoli S, Vos M, Barba-Spaeth G, Zurzolo C. Tunneling nanotubes provide a route for SARS-CoV-2 spreading. Sci Adv. 2022 Jul 22;8(29):eabo0171. doi: 10.1126/sciadv.abo0171. Epub 2022 Jul 20. PMID: 35857849.
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