新冠神经系统后遗症新机制？病毒致脑细胞融合引发功能障碍

2023-06-13

神经系统症状是新冠后遗症常见的症状之一，其发生机制尚未完全明确。

新西兰昆士兰大学的研究人员发现，新冠病毒可以在脑内玩地道战，导致脑细胞融合，从而引发功能障碍，产生慢性神经症状，可能是神经系统后遗症的一个潜在机制。

 我们知道，新冠病毒依赖其刺突蛋白的S1亚单位与宿主细胞膜上的人类血管紧张素转换酶2 (ACE2)结合，然后在跨膜蛋白酶丝氨酸酶2 (TMPRSS2)作用下将S2亚单位切割，后者导致病毒包膜与细胞膜融合，进入和感染细胞，并借助细胞的装备进行自我复制，产生新的病毒颗粒。

就是说，新冠病毒本身就有融合细胞膜的本领。

先前的研究已经发现，新冠病毒还能使感染的细胞与相邻的细胞进行膜融合。

这样，新生成的病毒颗粒并不需要释放到细胞外空间，通过重新感染进入其他细胞；而是可以直接通过细胞融合的这种“地道战”战法直接感染相邻的细胞。而且，这些通过膜融合感染的细胞并不会直接死掉，而是使得一个以上的细胞融合成一个拥有多个细胞核的“大”细胞，称为“合胞体”。

研究人员早就在新冠患者的很多组织中发现了这种合胞体的存在，并将之视为组织细胞被新冠病毒感染的证据之一。

事实上，不仅是新冠病毒，很多病毒都具有这种本领。

不仅如此，先前有研究还发现，能够感染脑细胞的病毒，在脑内也可以让脑细胞融合。其中，最典型的是呼肠孤病毒，可以通过其被称为p15的融合蛋白，在感染的灵长类动物大脑内产生多神经元融合的合胞体。

基于此，昆士兰大学的研究人员设想，既然新冠病毒可以在脑以外的组织通过细胞融合产生合胞体，可以感染脑细胞的新冠病毒，在脑内是不是也可以通过这种“地道战”战法来感染其他细胞产生合胞体呢？

为了验证这种假设，研究人员设计了多个实验证实，新冠病毒刺突蛋白S2亚单位在脑内也同样具有融合蛋白的作用，可以让脑神经元与神经元之间，神经元与胶质细胞之间，以及胶质细胞与胶质细胞之间产生膜融合，形成合胞体。

而且，实验还表明，神经元与神经元之间的融合不仅发生在细胞体之间，还能发生在神经元轴突末端的突触之间。

 然后，研究人员通过标记线粒体证实，细胞之间的融合桥，就是“地道口”大小足以保证可以进行细胞器交换。

 接下来，进一步的实验结果表明，融合的神经元在很长一段时间内保持存活；但是，却表现了明显的功能障碍。

我们知道，神经元的主要功能是通过产生和发射生物电脉冲信号进行信息处理和传递，无数的神经元通过有序的电脉冲信号的发射实现大脑功能。

因此，神经元与神经元之间必须保证绝对绝缘，不能出现“短路”现象，否则就会出现信息传递和处理的混乱，导致脑功能障碍。

研究人员通过实验证明，出现融合的神经元的功能障碍有两种形式：与胶质细胞融合的神经元电活性完全丧失，即失去发射电信号的基本功能；而相互融合的神经元之间则表现为电信号发射的完全同步，即出现了“短路”。

无论哪一种形式，融合的神经元功能或者丧失或者严重紊乱。

作者最后认为，新冠病毒感染大脑可以导致神经细胞融合，这种合胞体的长期存活和功能障碍，可能是新冠神经后遗症的重要潜在机制。