近日,唐瀟瀟教授團隊在Cell出版集團子刊《iScience》線上發表了題為“Multi-omics evaluation of SARS-CoV-2 infected mouse lungs reveals dynamics of host responses”的研究論文。本研究首次解析了新冠病毒感染後小鼠的動態宿主反應及病理機制。
由高傳染性新型冠狀病毒SARS-CoV-2引發的疫情已對全球健康和經濟造成災難性的影響。肺部是新冠病毒的主要靶器官,屍檢結果顯示,新冠病毒感染可引起多種肺部病理改變,其中黏液高分泌和肺纖維化與感染者的病情加重及死亡密切相關。囙此,明確SARS-CoV-2導致呼吸道黏液分泌及損傷修復功能异常的機制並在此基礎上探索潜在的關鍵干預、治療靶點及策略,對於臨床上减少新冠肺炎病人小氣道黏液阻塞、肺纖維化等病症的出現,降低其向重症、危重症轉化以及降低病人死亡率有著極為重要的意義。然而,感染新冠病毒後,機體的宿主反應如何動態變化?又是通過何種機制調控多種病理生理學的改變?
現時雖然已有一些新冠病人死亡後組織的組學研究,但死後組織會有降解等顯著變化,並不能真實反映活體內SARS-CoV-2感染後的情况,而且只有病程終點這一個取材時間點,缺乏對感染後機體宿主反應動態變化的追跡。為了在活體水准反映SARS-CoV-2感染後的宿主反應及病理變化機制,我們對感染SARS-CoV-2後不同階段的小鼠的肺組織進行了轉錄組、蛋白質組等多組學聯合分析,研究了感染後的肺臟宿主反應及病理變化(重點關注肺纖維化和呼吸道黏液分泌)的動態調節機制並深入挖掘相關的訊號通路。我們揭示了代謝、免疫和組織損傷修復等宿主反應隨著病毒感染過程的動態改變。此外,我們篩選出各感染階段顯著活化的激酶,結合其自身功能,分析它們對宿主反應的調控作用(圖片摘要)。在本研究中,我們發現CDK家族和MAPK通路之間存在相互調節作用,並參與多項宿主反應的調控,為新冠肺炎的藥物干預和治療提供了潜在的靶點。
本研究的圖片摘要
SARS-CoV-2引起的新冠疫情現時仍在全球範圍內持續和蔓延,深入挖掘新冠肺炎的發病機制對於疾病的防控和治療有著重大意義。通過揭示感染後不同階段的异常分子和通路,將表達失調的分子/通路與對應時間段的病理變化相聯系,我們不僅可以更深入地瞭解新冠肺炎的發病過程,還可以進一步從中發現潜在的關鍵治療靶點。
實驗室唐瀟瀟教授為論文通訊作者,博士研究生王昭妮、楊祥盛及孫靜教授為論文的共同第一作者,鐘南山院士和趙金存教授為共同作者。本論文得到國家海外高層次引進人才項目、廣東省科技廳新冠肺炎應急攻關項目、呼研院新冠肺炎攻關課題等項目的資助。
除了上述的研究工作,我們圍繞病毒引起的呼吸道黏液分泌和肺纖維化的主題,撰寫了以下綜述論文供研究者參攷:
1. Yao Li,Xiao Xiao Tang*.Abnormal Airway Mucus Secretion Induced by Virus Infection(2021).Frontiers in Immunology.12:701443.doi:10.3389/fimmu.2021.701443.
該文系統闡述了多種病毒引起呼吸道黏液异常分泌的臨床和實驗證據,總結了病毒入侵呼吸道後,上皮細胞、免疫細胞以及和黏液分泌相關的細胞因數的相互作用,深入分析了病毒引起呼吸道黏液异常分泌的分子機制,並重點探討了SARS-CoV-2引起呼吸道黏液异常分泌的研究現狀和潜在干預靶點,為臨床治療提供重要的理論依據。
2. Wei Jie Huang,Xiao Xiao Tang*.Virus Infection Induced Pulmonary Fibrosis(2021).Journal of Translational Medicine.19(1):496.doi: 10.1186/s12967-021-03159-9.
High Attention Score compared to outputs of the same age and source
該文系統介紹了病毒導致肺纖維化的兩條主要途徑,總結了十種病毒引起肺纖維化的臨床和實驗證據,分析了病毒引起肺纖維化的訊號通路和分子機制,並重點探討了SARS-CoV-2引起肺纖維化的研究現狀和潜在的治療靶點,為臨床治療和藥物研發提供重要的理論依據。
3. Yi Xin She #,Qing Yang Yu #,Xiao Xiao Tang*.Role of Interleukins in the Pathogenesis of Pulmonary Fibrosis(2021).Cell Death Discovery.7:52https://doi.org/10.1038/s41420-021-00437-9.
Rated by Nature Index:“In the top 5% of all research outputs scored by Altmetric”
病毒感染後會引發炎症風暴,出現白介素水准的异常。該文系統闡述了白介素在肺纖維化形成和發展中的作用及機制,為肺纖維化的防治提供了新的思路和重要依據。