研究表明,内脏脂肪细胞感染可能导致严重的COVID-19发生

【字体: 时间:2022年12月08日 来源:Nature Communications

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  “可以观察到内脏脂肪细胞更容易受到新冠病毒的感染。”与皮下脂肪细胞相比,这种脂肪细胞中的病毒载量增加得更多,这主要是由于蛋白质ACE-2水平较高。

  
   

Visceral fat and COVID-19    

图:培养的分化脂肪细胞:脂质呈红色;作为SARS-CoV-2受体的蛋白质ACE-2是绿色的;细胞核是蓝色的   

资料来源:Amanda Passos & Flávio Protasio Veras

研究人员在巴西进行的实验表明,内脏脂肪——肝脏、肠道和其他器官周围的脂肪,被认为是心血管疾病、糖尿病和高血压的风险因素——比皮下脂肪(皮下脂肪,如“腰间赘肉”)对严重COVID-19的贡献更大。

为了得出这一结论,UNICAMP生物研究所的Marcelo Mori教授在实验室中感染了两种脂肪细胞:一种是从皮下组织分离的人类干细胞中获得的,另一种是从内脏脂肪组织中提取的干细胞中分化出来的。

“可以观察到内脏脂肪细胞更容易受到SARS-CoV-2的感染。这种脂肪细胞的病毒载量比皮下脂肪细胞增加得多。我们认为这主要是由于ACE-2蛋白的含量较高”Mori说

研究人员还发现,当内脏脂肪细胞受到感染时,它们会产生大量的促炎细胞因子,这种促炎细胞因子会警告免疫系统存在需要对抗的威胁。

病毒库   

Mori在UNICAMP的团队于2020年7月在世界上首次表明,SARS-CoV-2可以感染人类脂肪细胞,并表明脂肪组织是病毒的蓄水池。

Mori说:“在那之后,其他研究证实脂肪细胞确实可以被感染,当我们分析COVID-19死亡患者的样本时,我们发现脂肪组织中病毒的存在相对频繁,对应于约50%的病例。”

然后,研究小组决定调查内脏脂肪细胞和皮下脂肪细胞对感染的反应方式是否存在差异。就代谢性疾病而言,科学文献中的证据表明,内脏脂肪是罪魁祸首,而皮下脂肪往往是中性的,甚至是有益的。

Mori说:“我们想看看在COVID-19的背景下是否也有类似的关联。”“事实上,我们的模型表明,肥胖者的内脏脂肪组织越多,病毒复制的几率就越大,这就放大了炎症过程。”

另一方面,在皮下脂肪细胞中,研究小组观察到脂肪分解的减少,脂肪和其他脂类通过水解分解释放出脂肪酸,而脂肪酸可以在身体活动或禁食期间用作能量的来源。

“我们的假设是,这代表了一种抗病毒细胞反应,”Mori说。“有研究表明,抑制脂肪分解降低了SARS-CoV-2的复制能力,这可以用以下事实来解释:病毒需要脂质来生成其包膜,也需要细胞的能量来复制其遗传物质。”因此,皮下脂肪组织中脂肪分解的减少可能对患者是积极的,对病毒则是坏消息。

对比反应  

内脏脂肪细胞暴露于不同的SARS-CoV-2毒株:最初来自武汉的毒株,并从第一批被诊断为COVID-19的巴西人中分离出来;以及伽马变体(P.1.),它于2020年底在巴西亚马孙州首府马瑙斯出现。与皮下脂肪细胞相比,只在对武汉病毒株的反应中观察到了易感性的差异。

“我们得出的结论是,马瑙斯变种在感染内脏脂肪细胞方面不如武汉病毒株有效。”

一项蛋白质组学分析(细胞产生的所有蛋白质)显示,武汉病毒株导致与细胞对干扰素(一种对抗病毒的免疫系统机制)的反应有关的几种蛋白质减少,而伽马变体则导致了增加。换句话说,马瑙斯菌株使脂肪细胞产生更多的蛋白质,促进抗病毒反应。

最近的研究指出,由于肥胖人群中的新型变异,COVID-19严重病例数量出现下降趋势。“但这也可能受到其他因素的影响,比如疫苗接种或既往感染。或者,这些人可能因为知道自己属于高危人群而格外小心。”

为了加深他们对所有这些过程的理解,该小组计划进行进一步的实验,包括用delta和omicron变体培养的脂肪细胞。

未来研究的另一个计划是调查感染SARS-CoV-2可能的中长期代谢影响。Mori说:“我们想知道感染是否会改变患糖尿病或心血管疾病的风险。”“一种方法可能是分析COVID-19患者的样本,这些患者后来接受了减肥手术,以观察感染是否导致内脏脂肪组织发生形态学和功能上的改变。”

文章标题

SARS-CoV-2 infects adipose tissue in a fat depot- and viral lineage-dependent manner

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