广州医科大学赵金村团队成功构建首个新的非转基因小鼠冠状肺炎模型

2020-06-12 15:18 来源:国家自然科学基金委员会科学传播中心

新型冠状病毒中非典型肺炎冠状病毒2型的入侵受体是人血管紧张素转换酶2 (HACE 2型),而小鼠同源受体小鼠血管紧张素转换酶2由于氨基酸关键位点的不同,不能介导病毒入侵。在疫情早期,虽然我国已分离出病毒株,但由于国际国内市场上hACE2转基因小鼠数量有限,饲养时间长,临床症状不典型,我国对COVID-19肺炎的诊断治疗方案、药物、疫苗及发病机制的体内验证严重滞后。

6月10日,在钟南山院士的指导下,广州医科大学第一附属医院/呼吸系统疾病国家重点实验室赵金村教授团队与广州海关技术中心生物安全检测国家重点实验室(P3实验室)、美国爱荷华大学、广州再生医学与健康广东省实验室、中国科学院广州生物医学与健康研究所等团队进行了合作。题为《Covid-19病原休假和治疗的广泛有用模型的产生》的研究结果在线发表在《细胞》杂志上。第一个新的冠状病毒受体人血管紧张素转换酶2腺病毒转导小鼠被用于快速建立新的冠状病毒肺炎的非转基因小鼠模型。该动物模型可应用于新冠状病毒治疗药物效果评价、疫苗效果试验、新冠状病毒发病机制等方面的研究。

在本研究中,该研究团队成功解决了上述科学问题,利用腺病毒载体在小鼠肺部转导和表达hACE2,并建立了第一个国际非转基因新型冠状肺炎小鼠动物模型(见图1)。小鼠感染SARS-CoV-2后,肺部可检测到高滴度的新冠状病毒,病毒滴度可达每克组织107 PFU,并出现与新冠状病毒肺炎患者相似的体重减轻和临床病理表现。

动物模型模式通过比较野生型小鼠、1型干扰素受体缺陷小鼠和干扰素途径关键基因STAT1敲除小鼠在新冠状病毒感染后的差异,进一步表明1型干扰素在新冠状病毒感染中起保护作用。另外,在这个模型中,新的冠状病毒感染可以诱导机体产生强烈的病毒特异性T细胞反应和体液免疫反应。更重要的是,研究小组使用这种小鼠模型来评估从新牙冠感染和radcliffe中恢复的患者的血浆对新牙冠病毒感染的治疗效果。结果显示,用血浆和药物组处理的小鼠中的肺病毒滴度显著降低,病理损伤减轻(见图2)。

图2。在来自新恢复的患者和radcliffe治疗组的血浆的过继转移中,小鼠肺中的病毒滴度降低,并且对肺的病理损伤减轻。

与传统受体转基因小鼠模型相比,该模型构建周期短(2-3周),不需要特殊饲养,可用于构建各种基因修饰的小鼠动物模型;此外,该技术方法简单易重复,适合大规模推广,有利于我国抗病毒药物、抗体和疫苗的应急验证和致病机制的研究,已被我国多个单位广泛共享,有效缓解了我国缺乏COVID-19肺炎动物模型的问题。

据报道,赵金存教授是这项研究的主要联系人,斯坦利帕尔曼和保罗麦克雷是衣阿华大学的,JR教授是本文的共同作者。广州医科大学第一附属医院/呼吸系统疾病国家重点实验室的孙静博士、庄振博士、刘东兰博士、朱爱路博士、赵景贤博士和席茵博士为合著者。广州海关技术中心的博士、李225博士、王乐贤博士、黄博士、李小波博士和广州再生医学与健康广东省实验室的何江平博士是本文的第一作者。

值得一提的是,华盛顿大学医学院和其他单位的研究人员也在细胞杂志上连续发表了类似的研究结果。

全文链接:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8