《Cell Death Discovery》：Modelling severe COVID-19 in TLR3-mutated hiPSCs-derived lung organoids
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本研究针对COVID-19临床异质性机制，通过构建TLR3 p.Trp769*突变患者来源的hiPSC肺类器官（hLORG），发现该突变导致TLR3通路基础表达缺陷，并首次揭示病毒感染后纤维蛋白原基因（FGA、FGG）显著上调与重症表型关联。该模型为遗传易感个体的精准治疗提供了新平台。
新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的临床结局呈现高度异质性，从无症状感染到致命性肺炎的机制尚不明确。已有研究表明，3%的重症患者携带先天免疫缺陷基因突变，尤其影响TLR3（Toll样受体3）和I型干扰素（IFN）通路。然而，如何直接在人类肺组织模型中模拟这些遗传缺陷的病理效应，仍是领域内的重要挑战。
为解决这一问题，意大利罗马大学Tor Vergata分校Giuseppe Novelli团队在《Cell Death Discovery》发表最新研究，利用一名携带TLR3基因p.Trp769*杂合无义突变的80岁重症COVID-19患者的皮肤成纤维细胞，重编程为诱导多能干细胞（hiPSC），并进一步分化为三维肺类器官（hLORG）。这一模型成功复现了患者的肺上皮特征，包括ACE2（血管紧张素转换酶2）和DPP4（二肽基肽酶4）等SARS-CoV-2受体表达。
关键技术方法
研究通过非整合性RNA重编程技术获得患者特异性hiPSC，经STR（短串联重复序列）分析和核型验证后，使用STEMdiff? Lung Progenitor Kit定向分化为肺类器官。采用假病毒（VSV-pseudotyped SARS-CoV-2）和活病毒（SARS-CoV-2/hCoV-19/Italy/CDG1/2020）感染模型，结合RNA测序（RNA-Seq）、qPCR（实时定量PCR）和Western blot（蛋白质印迹）分析基因与蛋白表达。
研究结果
TLR3信号通路表达在成纤维细胞和hLORG中的特征
TLR3突变型hLORG基础状态下TLR3 mRNA和蛋白表达均显著降低，下游信号分子（IRF3、TBK1、TRAF6）同步下调，而TLR2表达升高，提示突变特异性影响及代偿机制。
WT和TLR3W769hLORG感染VSV假病毒后的RNA-Seq分析*
感染前，突变型与野生型hLORG的基因表达谱即存在差异，冠状病毒疾病通路（KEGG hsa05171）显著富集。感染后，54个基因表达异常，其中纤维蛋白原α链（FGA）和γ链（FGG）在突变型中特异性上调。
VSV假病毒和活SARS-CoV-2感染hLORG的表达数据验证
qPCR证实感染48小时后，突变型hLORG中FGA和FGG表达显著高于野生型，活病毒实验结论一致。上述基因的高表达与临床重症COVID-19的凝血紊乱相关。
hLORG中TLR3的表达
尽管基础TLR3蛋白在突变型中几乎缺失，病毒感染后其mRNA和蛋白表达均被诱导上调至与野生型相近水平，说明突变不影响基因诱导性，但可能延迟早期抗病毒应答。
结论与意义
本研究首次在患者源性肺类器官中证明，TLR3 p.Trp769*突变通过削弱基础先天免疫应答，导致病毒感染后纤维蛋白原通路异常激活，这可能是重症COVID-19高凝状态和肺损伤的关键机制。该模型不仅为遗传易感个体的病理研究提供了精准平台，也为测试靶向干预（如IFN补充或抗凝治疗）奠定了基础。未来可扩展至其他先天免疫缺陷相关疾病的研究。
