先前的研究表明，SARS-CoV-2蛋白可以與宿主細胞中的線粒體蛋白結(jié)合，可能導(dǎo)致線粒體功能障礙。

近日，由費城兒童醫(yī)院(CHOP)和COVID-19國際研究小組(COV-IRT)領(lǐng)導(dǎo)的一個多機構(gòu)研究人員聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2病毒會對線粒體的基因產(chǎn)生不利影響——線粒體是我們細胞的動力——導(dǎo)致肺以外的幾個器官功能障礙。研究結(jié)果發(fā)表在《Science Translational Medicine》雜志上，為COVID-19的新治療策略鋪平了道路。

T同事想為了了解SARS-CoV-2如何影響線粒體，CHOP線粒體和表觀基因組醫(yī)學(xué)中心(CMEM)的研究人員和他們的COV-IR分析線粒體基因表達，以檢測病毒引起的差異。為了做到這一點，他們分析了受影響患者和動物模型的鼻咽和尸檢組織。

“來自人類患者的組織樣本使我們能夠了解線粒體基因表達在疾病進展的開始和結(jié)束時是如何受到影響的，而動物模型使我們能夠填補空白，并觀察基因表達差異隨時間的進展，”該研究的第一作者Joseph Guarnieri博士說，他是CHOP CMEM的博士后研究員。

研究發(fā)現(xiàn)，在尸檢組織中，線粒體基因在肺部的表達已經(jīng)恢復(fù)，但在心臟、腎臟和肝臟中，線粒體功能仍然受到抑制。在研究動物模型和測量肺部病毒載量達到峰值的時間時，即使在大腦中沒有觀察到SARS-CoV-2，小腦中的線粒體基因表達也受到抑制。其他動物模型顯示，在SARS-CoV-2感染的中期，肺部的線粒體功能開始恢復(fù)。

綜上所述，這些結(jié)果表明，宿主細胞對初始感染的反應(yīng)涉及肺部，但隨著時間的推移，肺部的線粒體功能得到恢復(fù)，而在其他器官，特別是心臟，線粒體功能仍然受損。

“這項研究為我們提供了強有力的證據(jù)，表明我們需要停止將COVID-19嚴格地視為一種上呼吸道疾病，而開始將其視為一種影響多個器官的系統(tǒng)性疾病，”CHOP的CMEM主任、共同通訊作者Douglas C. Wallace博士說。“我們在肺以外的器官中觀察到的持續(xù)功能障礙表明，線粒體功能障礙可能會對這些患者的內(nèi)臟造成長期損害。”                

雖然使用這些數(shù)據(jù)的未來研究將研究系統(tǒng)性免疫和炎癥反應(yīng)如何導(dǎo)致一些患者更嚴重的疾病，但研究小組確實發(fā)現(xiàn)了microRNA 2392 (miR-2392)的潛在治療靶點，該靶點被證明可以調(diào)節(jié)本研究中使用的人體組織樣本中的線粒體功能。

“這種微小RNA在被SARS-CoV-2感染的患者的血液中上調(diào)，這不是我們通常期望看到的，”共同通訊作者Afshin Beheshti博士說。“中和這種microRNA可能能夠阻止病毒的復(fù)制，為那些面臨更嚴重并發(fā)癥風(fēng)險的患者提供額外的治療選擇。”

今年早些時候，蓋茨基金會向Wallace博士和CMEM提供了資金，用于研究mtDNA在世界人口中的變異如何影響線粒體功能，從而影響個體對SARS-CoV-2的敏感性。Wallace說，SARS-CoV-2顯著影響線粒體功能的證明支持了線粒體功能的個體差異可能是個體COVID-19嚴重程度的一個因素的假設(shè)。

參考:

“Core mitochondrial genes are down-regulated during SARS-CoV-2 infection of rodent and human hosts” by Joseph W. Guarnieri, Joseph M. Dybas, Hossein Fazelinia, Man S. Kim, Justin Frere, Yuanchao Zhang, Yentli Soto Albrecht, Deborah G. Murdock, Alessia Angelin, Larry N. Singh, Scott L. Weiss, Sonja M. Best, Marie T. Lott, Shiping Zhang, Henry Cope, Victoria Zaksas, Amanda Saravia-Butler, Cem Meydan, Jonathan Foox, Christopher Mozsary, Yaron Bram, Yared Kidane, Waldemar Priebe, Mark R. Emmett, Robert Meller, Sam Demharter, Valdemar Stentoft-Hansen, Marco Salvatore, Diego Galeano, Francisco J. Enguita, Peter Grabham, Nidia S. Trovao, Urminder Singh, Jeffrey Haltom, Mark T. Heise, Nathaniel J. Moorman, Victoria K. Baxter, Emily A. Madden, Sharon A. Taft-Benz, Elizabeth J. Anderson, Wes A. Sanders, Rebekah J. Dickmander, Stephen B. Baylin, Eve Syrkin Wurtele, Pedro M. Moraes-Vieira, Deanne Taylor, Christopher E. Mason, Jonathan C. Schisler, Robert E. Schwartz, Afshin Beheshti and Douglas C. Wallace, 9 August 2023, Science Translational Medicine.