新冠誘發心肌炎的機制,現在被科學家找到了!
和冠狀病毒刺突蛋白 (S 蛋白)有關,它會對線粒體代謝基因的表達産生影響,進一步導緻心肌炎。
這是美國南卡羅萊納大學華人團隊的一項最新研究成果,目前已在預印本平台 bioRxiv 發表。
要知道在此之前,有關新冠後遺症尤其是心肌炎的風險,算是給各位陽康後的朋友們整怕了!
網絡上相關建議層出不窮,類似 " 剛剛陽康不能運動,小心得心肌炎 " ……
但為啥新冠病毒會誘發心肌炎,具體機制是怎樣的始終無解,現在終于有了答案。
其實在這項研究之前,哈佛大學也曾發表過一項研究論文,将心肌炎的矛頭指向 S 蛋白,不過當時的研究對象是mRNA 疫苗誘發的心肌炎。
而此次研究則是真正探讨新冠病毒誘發心肌炎的機制。
并且,研究還發現,高脂飲食在陽康後出現心肌纖維化的可能性會更高。
具體如何,一起來看看~
高脂飲食更易得
研究團隊建立了一株與新型冠狀病毒具有相同表面特性的 S 蛋白假病毒(Spp),用于替代真正的新冠病毒。
整體來說,實驗過程分為兩大部分:體外和體内。
在體外實驗中,研究對象是人類皮膚毛細血管内皮細胞(HDMVECs)、巨噬細胞(M Ø)和心肌細胞樣 H9C2 細胞;體内實驗則用小鼠進行。
首先,要搞清楚病毒是如何 " 攻擊心髒 ",就得先明白病毒是如何進入細胞的。
具體到這項研究中,就是要探究低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)或高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)與 Spp 病毒之間的親和力。
過程在這裡就不詳細展開了,直接看結果:LDL-c 與 Spp 之間的親和力幾乎是 HDL-c 的兩倍。
LDL-c 與 Spp 之間的親和力一高,LDL-c 就可以聯合細胞表面的 B 類 1 型清道夫受體(SR-B1),增強 Spp 進入細胞的能力。
因此在這時,就不得不考慮到影響 LDL-c 與 Spp 之間親和力的另一個關鍵因素:BLT-1,它是 SR-B1 的抑制劑。
在添加 BLT-1 之後,它會抑制 SR-B1 發揮作用,導緻 LDL-c 與 SR-B1 之間很難結合,相應地,Spp 進入細胞的能力也随之減弱。
在搞清楚 " 病毒如何進入細胞 " 之後,就可以來試着解決 " 為啥新冠會誘發心肌炎 " 這個問題了。
換個比較通俗的問法就是:為什麼病毒會選擇性地在心髒堆積?
鑒于并非所有 " 陽康 " 的人都會出現心肌病,并且上面也提到,病毒進入細胞要依靠脂蛋白膽固醇和 Spp 之間的親和力。
所以研究人員在探究過程中使用了兩組小鼠進行,分别是正常飲食組(NCF)和高脂飲食組(HFD)。
分好組後,團隊分别對小鼠血清中的 LDL-c 水平,不同組織器官中細胞表達 SR-B1 的情況進行分析。
結果顯示,高脂飲食組小鼠血清中的總膽固醇、LDL-c 水平明顯高于正常飲食組小鼠。
并且,與正常飲食組小鼠相比,高脂飲食組小鼠的心髒、脂肪組織和腎髒細胞SR-B1 蛋白水平明顯增加,而在肝髒、肺和脾髒細胞卻沒有增加。
換句話說,就是在高脂飲食組小鼠中,Spp 病毒更容易進入心髒、脂肪組織和腎髒細胞中去。
更重要的是,在接種 Spp 病毒 24 小時(24hpi)後,心髒、脂肪組織中的病毒仍居高不下,而肺部、腎髒等器官中的病毒均已下降。
這意味着,Spp 病毒對心髒、脂肪組織的選擇性極強,并且很容易在其中積累。
在這之後,研究團隊對小鼠的心肌基因表達進行了研究,結果發現:
接種病毒 24 小時後,相較于未接種的高脂飲食小鼠,有548 個基因存在表達差異,相較于接種病毒的正常飲食小鼠,有434 個基因存在表達差異。
并且在接種病毒 6 周後,高脂飲食小鼠的心肌已經明顯出現纖維化,而正常飲食小鼠沒有發現很明顯的纖維化。
線粒體代謝基因表達受到抑制
那病毒是如何對心肌細胞的基因表達産生影響的?研究團隊在接種三周後進行了一番深入研究。
此時,正常飲食小組的基因表達已經與接種病毒之前無異了,而在高脂飲食小鼠中,仍存在209 個差異表達基因。
其中,表達量增加的基因有 69 個,減少的有 140 個。
表達量增加的基因大多具有 GTP 酶活性和 GTP 結合能力,減少的大多具有電子轉移活性和質子跨膜轉運活性。
而在表達量減少的基因中,涉及到了線粒體呼吸鍊 (MRC)的三個基因家族。
因此就能初步得出結論:
S 蛋白可誘導線粒體代謝基因長期轉錄抑制,導緻心肌纖維化和心肌收縮功能障礙。
目前這項研究還隻是在預印平台上發表的,并沒有經過同行評議,隻能做一個參考。
感興趣的可以戳文末鍊接了解更多~
華人教授領銜
此次研究來自美國南卡羅萊納大學醫學院副教授 Wenbin Tan 的團隊,隊内成員大部分為華人。
Wenbin Tan 本科、碩士畢業于中南大學湘雅醫學院,後來在加州大學洛杉矶分校獲得了神經生理學和生物學博士學位。
Tan 的實驗室研究主要集中在先天性血管畸形(CVM)的分子發病機制。
在新冠爆發之後,他也靈活調動實驗室,投入一部分精力在新冠病毒的研究上,主要方向就是冠狀病毒對心血管系統的影響。
并且 Tan 還和臨床合作夥伴首次報道了冠狀病毒疾病患者的脂質異常。
論文地址:
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.05.522853v1.full
參考鍊接:
https://mp.weixin.qq.com/s/SGAcmvVfA2uypHeeQO5EjQ