器官芯片研究揭示了SARS-CoV-2侵入血管的机制

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由CiRA初级副教授高山一夫和大阪大学冈田义明副教授领导的研究小组发现，SARS-CoV-2通过抑制Claudin-5（CLDN5）的表达侵入血管来破坏血管内皮屏障。

SARS-CoV-2感染呼吸道上皮细胞，然后通过血管扩散到其他器官。在这种情况下，SARS-CoV-2从呼吸器官穿过血管壁（血管内皮细胞的屏障）并进入血管。但是其中的机制尚不清楚。

该研究小组创建了一种气道芯片，模仿由气道上皮细胞和血管内皮细胞组成的呼吸器官。使用该装置，他们发现SARS-CoV-2通过抑制CLDN5（一种参与血管内皮细胞之间粘连连接的蛋白质）的表达以及随后削弱血管内皮钙粘蛋白介导的接头来破坏血管内皮屏障。

研究小组证实，COVID-19患者的肺部CLDN5基因和蛋白质表达水平下降。他们还证明，通过基因转移或小分子药物（氟伐他汀）增加血管内皮细胞中的CLDN5表达抑制SARS-CoV-2诱导的血管内皮屏障破坏。

这些结果表明，抑制CLDN5表达是SARS-CoV-2诱导的血管内皮屏障破坏的基本机制，这增加了COVID-19的严重程度。研究结果还表明，上调CLDN5表达是针对COVID-19的新治疗策略。可用于重现COVID-19的呼吸道病理学和寻找治疗剂的芯片上的气道技术有望成为阐明包括COVID-19在内的严重呼吸道感染发病机制和未来开发治疗药物的绝佳工具。这项研究的结果于2022年9月22日在线发表在Science Advances 上。

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来源：Rina Hashimoto et al, SARS-CoV-2 disrupts respiratory vascular barriers by suppressing Claudin-5 expression,Science Advances(2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo6783

Organ-on-a-chip study reveals mechanism of SARS-CoV-2 invasion into blood vessels (medicalxpress.com)