【原】人类iPS细胞成为开发抗新冠病毒药物的重要工具

干细胞与外泌体 2022-12-28 发布于广东

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自冠状病毒 (SARS-CoV-2) 大流行开始以来，人们做出了许多努力来研究病毒的生物学及其与宿主的相互作用。

图 \ ECACC制备储存的人类诱导多能干细胞

在这种情况下，人类诱导多能干细胞 (iPSC) 代表了一种强大的工具，因为它们能够从所有三个胚层分化成任何细胞类型。iPSC 已被用于重建人体模型系统，可以概括疾病发病机制或评估冠状病毒的组织嗜性。

例如，研究人员优化了从 iPSC 获得肺泡上皮 2 型细胞 (AT2s) 的方案 [1, 2]。AT2 细胞是远端肺区上皮的重要组成部分。如果感染了 SARS-CoV-2，这会导致患者出现严重的肺炎症状，这在 COVID-19 患者中很常见。该模型已被用于阐明响应病毒感染的一些关键细胞机制，并且是药物筛选的有前途的候选者 [1]。

正如广泛报道的那样，COVID-19 还具有心脏并发症的特点。iPSC 衍生的心肌细胞已被用于研究 SARS-CoV-2 对心肌细胞特异性感染的机制，揭示了心肌细胞损伤的一些转录组学和形态学特征 [3-5]。

临床证据还表明，COVID-19 可能引起全身性炎症，包括中枢神经系统 (CNS) 疾病。因此，一些研究使用 iPSC 衍生平台专注于此。例如，Kase 和 Okano 使用 iPSC 衍生的神经干/祖细胞和年轻神经元作为模型研究了 CNS 疾病中的 SARS-CoV-2 感染-ACE2-CCN1 轴 [6]。此外，iPSC 衍生的大脑皮层、海马、下丘脑和中脑的 3D 类器官已被用于模拟和表征大脑不同区域对感染的反应 [7]。

此外，iPSC 衍生的类器官已被用于模拟更多器官中的 SARS-CoV-2 感染，包括肾脏、肠道、肺、肝脏和血管 [8-11]。

iPSC 的出现改变了研究宿主-病毒相互作用的方式。从 iPSC 系生成感兴趣的细胞类型以在体外模拟不同组织中的病毒感染的能力非常强大。此外，概括多细胞系统的 iPSC 衍生类器官是更适合研究宿主-病毒相互作用和筛选药物的模型。

ECACC 细胞库通过EBISC（欧洲诱导多能干细胞库）和HIPSCI（人诱导性多能干细胞计划）集合分发 iPSC，这为研究人员提供了超过 1,500 个 iPSC 系的广泛选择，这些 iPSC 系来自代表 >30 个特定疾病背景或健康正常供体的广泛捐助者。

欧洲细胞资源保藏中心 (ECACC) 成立于 1985 年，是英国卫生安全局的四个细胞资源保藏中心之一。ECACC作为一个细胞收集中心，为研究界和医疗机构提供服务，并为欧洲提供国际保藏机构认可的保藏中心。在过去的 30 年中，ECACC 不断扩展和多样化，成为世界上最重要的认证细胞培养集合之一，这仍然是 ECACC 业务的核心。历经岁月洗礼，ECACC成为欧洲从事基础科学、疾病研究的科研人员重要的细胞材料来源，以其验证过并严格质控的高标准而备受推崇。

References

1. Huang, J., et al., SARS-CoV-2 Infection of Pluripotent Stem Cell-Derived Human Lung Alveolar Type 2 Cells Elicits a Rapid Epithelial-Intrinsic Inflammatory Response. Cell Stem Cell, 2020. 27(6): p. 962-973.e7.

2. Abo, K.M., et al., Human iPSC-derived alveolar and airway epithelial cells can be cultured at air-liquid interface and express SARS-CoV-2 host factors. bioRxiv : the preprint server for biology, 2020: p. 2020.06.03.132639.

3. Sharma, A., et al., Human iPSC-Derived Cardiomyocytes are Susceptible to SARS-CoV-2 Infection. bioRxiv, 2020.

4. Kwon, Y., et al., Detection of viral RNA fragments in human iPSC cardiomyocytes following treatment with extracellular vesicles from SARS-CoV-2 coding sequence overexpressing lung epithelial cells. Stem Cell Res Ther, 2020. 11(1): p. 514.

5. Pérez-Bermejo, J.A., et al., SARS-CoV-2 infection of human iPSC-derived cardiac cells predicts novel cytopathic features in hearts of COVID-19 patients. 2020: p. 2020.08.25.265561.

6. Kase, Y. and H. Okano, Expression of ACE2 and a viral virulence-regulating factor CCN family member 1 in human iPSC-derived neural cells: implications for COVID-19-related CNS disorders. Inflammation and Regeneration, 2020. 40(1): p. 32.

7. Jacob, F., et al., Human Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Cells and Brain Organoids Reveal SARS-CoV-2 Neurotropism Predominates in Choroid Plexus Epithelium. Cell Stem Cell, 2020. 27(6): p. 937-950.e9.

8. Monteil, V., et al., Inhibition of SARS-CoV-2 Infections in Engineered Human Tissues Using Clinical-Grade Soluble Human ACE2. Cell, 2020. 181(4): p. 905-913.e7.

9. Zhou, H., et al., A potential ex vivo infection model of human induced pluripotent stem cell-3D organoids beyond coronavirus disease 2019. Histol Histopathol, 2020. 35(10): p. 1077-1082.

10. Yang, L., et al., A Human Pluripotent Stem Cell-based Platform to Study SARS-CoV-2 Tropism and Model Virus Infection in Human Cells and Organoids. Cell Stem Cell, 2020. 27(1): p. 125-136.e7.

11. Lamers, M.M., et al., SARS-CoV-2 productively infects human gut enterocytes. Science, 2020. 369(6499): p. 50-54.

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