中国科学家揭示新冠病毒感染相关的神经发病机制

2023年6月22日，中国科学院大连化学物理研究所和中国科学院昆明动物研究所团队共同在Nature Biomedical Engineering发表了题为“Blood–brain barrier injury and neuroinflammation induced by SARS-CoV-2 in a lung–brain microphysiological system”的研究论文。

该研究描述了一个整合肺泡和血脑屏障(BBB)组织芯片的微生理系统，概述了与SARS-CoV-2感染相关的神经发病机制。血脑屏障芯片直接暴露于SARS-CoV-2后，可引起血脑屏障轻度改变，而从感染的肺泡芯片中注入培养基可引起更严重的血脑屏障芯片损伤，包括内皮功能障碍、周细胞脱离和神经炎症。

转录组学分析表明，脑内皮细胞中肌动蛋白骨架表达下调，胶质细胞中炎症基因表达上调。在表达人血管紧张素转换酶2的转基因小鼠的大脑中，肺部感染低病毒载量的早期大脑微血管损伤。研究结果表明，全身性炎症可能有助于SARS-CoV-2感染后的神经发病机制，而直接的病毒神经入侵可能不是这种神经发病机制的先决条件。

该研究创建了一个整合的肺-脑MPS，以了解SARS-CoV-2感染的多器官神经发病机制。研究发现直接暴露于SARS-CoV-2只会对血脑屏障芯片造成相对轻微的损伤。然而，SARS-CoV-2肺-脑MPS感染后间接诱导更严重的血脑屏障损伤和炎症。

同样，在感染SARS-CoV-2后的小鼠中，早期检测到脑血管损伤，尽管动物大脑中的病毒载量很低。这一调查策略表明，COVID-19的神经系统症状可能不是由病毒通过血液途径直接侵入神经系统引起的。相反，全身性炎症可能导致脑部病理改变。