《Cell》解析第一批來自攜帶SARS-CoV-2的蝙蝠物種的干細胞
摘要：西奈山伊坎醫學院的研究人員從蝙蝠身上培育出了第一個誘導多能干細胞(iPSCs)，對蝙蝠和病毒之間的密切關系獲得了有價值的見解。
西奈山伊坎醫學院的研究人員從蝙蝠身上培育出了第一個誘導多能干細胞(iPSCs)，對蝙蝠和病毒之間的密切關系獲得了有價值的見解。這項研究為研究導致COVID-19的SARS-CoV-2等病毒如何通過對新宿主的分子適應來生存、傳播和逃避免疫系統打開了大門。
該小組的研究結果發表在2月21日的《Cell》雜志上，可能還揭示了蝙蝠的獨特特性，這些特性是它們對抗衰老和癌癥的顯著防御的基礎。
圖1 研究人員從蝙蝠身上培育出了第一個誘導多能干細胞(iPSCs)
誘導多能干細胞是通過基因和化學方法將皮膚或血液細胞重新編程為新生干細胞而產生的，這些干細胞有可能成為身體中的任何細胞。到目前為止，還沒有可靠的細胞模型來研究蝙蝠生物學或它們對病毒感染的反應，從而阻礙了對它們基因組適應性的更深入了解。西奈山醫學院的研究小組正在幫助從野生大馬鐵菊頭蝠(Rhinolophus ferrumequinum)身上創造誘導多能干細胞，以填補這一空白。Thomas Zwaka博士在西奈山的實驗室專注于干細胞生物學的基本問題。
馬鐵菊頭蝠是冠狀病毒(包括與SARS-CoV-2密切相關的病毒)最常見的無癥狀攜帶者。研究人員認為，他們創造的蝙蝠干細胞模型將為科學界提供一個特殊的工具。該研究的第一作者，伊坎西奈山的細胞、發育和再生生物學副教授Marion Dejosez博士指出，“多能干細胞具有獨特的能力，可以在培養中無限分裂，并轉化為免疫細胞和組織(如肺或腸道上皮)，使它們適合基因編輯和分子研究。”
圖2 馬鐵菊頭蝠多能干細胞的制備
反過來，這項研究可以幫助回答一些重要的問題，比如蝙蝠是如何忍受病毒感染的，以及它們是否在基因上模擬了病毒逃避免疫系統的策略，從而為病毒的產生提供了肥沃的土壤。這項研究幫助回答的另一個問題是，病毒是否作為宿主生物學的完全稱職的代理和編輯，從而使它們成為豐富的進化指令來源。
資深作者、伊坎西奈山細胞、發育和再生生物學教授Thomas Zwaka說：“我們的研究表明，蝙蝠已經進化出了耐受大量病毒序列的機制，它們與病毒的關系可能比以前認為的更緊密，鑒于許多蝙蝠物種已被證明能夠耐受并存活在對人類具有高死亡率的病毒，包括SARS-CoV、SARS-CoV-2、MERS-CoV和馬爾堡病毒，這具有新的相關性。原因可能是蝙蝠的先天免疫反應受到了調節，這使得它們對病毒宿主無癥狀和耐受。”
圖3 蝙蝠多能干細胞的獨特特性
“將蝙蝠的iPSCs與其他哺乳動物進行比較，使我們能夠發現一種以前從未觀察到的獨特的干細胞生物學，”合著者Adolfo García-Sastre博士說。“最不尋常的發現是在蝙蝠干細胞中存在充滿病毒的大囊泡，代表了包括冠狀病毒在內的主要病毒家族，而不影響細胞增殖和生長的能力。這可能為病毒耐受性以及蝙蝠和病毒之間的共生關系提供了一種新的范式。”
Zwaka博士解釋說:“未來對蝙蝠干細胞的研究將直接影響我們對蝙蝠生物學的各個方面的理解，包括蝙蝠驚人的飛行適應性和通過回聲定位遠處或看不見的物體的能力，聲音反映物體的位置，以及它們的極端壽命和不同尋常的免疫力。”
García-Sastre博士說:“我們的研究為進一步了解蝙蝠在哺乳動物中作為病毒宿主所起的獨特作用建立了一個平臺。這些知識可以為該領域提供對疾病和治療方法的廣泛新見解，同時為我們應對未來的大流行做好準備。”
參考資料：
[1]Bat pluripotent stem cells reveal unusual entanglement between host and viruses
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