為什么蝙蝠可以感染許多病毒卻未引發(fā)疾病，如COVID-19?為了解釋這一現(xiàn)象，研究人員首次培育出了果蝠屬蝙蝠的“類器官”，它可以在體外繁殖腸道。

一篇描述蝙蝠類器官生長技術(shù)的論文發(fā)表在《國際分子科學(xué)雜志》(International Journal of Molecular Sciences)上。

蝙蝠是大量人類病原體的天然來源(或者，用流行病學(xué)術(shù)語來說，是“宿主”——病原體在其中存活而不引起疾病的宿主)。這些病毒包括導(dǎo)致許多疾病的病毒，如埃博拉病毒、馬爾堡病毒、尼帕病毒、亨德拉病毒、非典病毒、中東呼吸綜合征病毒和COVID-19病毒。事實上，一只蝙蝠可以攜帶全部這些病毒而不生病。為什么蝙蝠能與如此多的病毒共存而自身卻不生病，這仍然是病毒學(xué)及其鄰近學(xué)科的一大謎團(tuán)之一。目前的COVID-19大流行使得解決這一謎題變得更加緊迫。

然而蝙蝠是野生動物，不是馴養(yǎng)的實驗動物。在蝙蝠身上進(jìn)行可重復(fù)的研究比在老鼠或豬等更常見的實驗動物身上進(jìn)行研究要困難得多。因此，大多數(shù)實驗都必須在取自蝙蝠的細(xì)胞系上進(jìn)行，而不是在蝙蝠本身或蝙蝠器官上進(jìn)行。

“如果這一實驗障礙能夠被克服，病毒與蝙蝠的關(guān)系就能被理解，從而減少人類疾病和死亡。該論文的作者之一、東京農(nóng)業(yè)科技大學(xué)傳染病流行病學(xué)和預(yù)防研究中心副教授Tsutomu Omatsu說。

為此，研究人員開發(fā)了一種蝙蝠類器官，可以用于這種實驗。類器官是一種在“體外”(在培養(yǎng)皿或其他實驗室設(shè)備中)由干細(xì)胞培育而成的三維組織結(jié)構(gòu)，它模仿活體動物的器官。在這種情況下，研究人員們從一種飛狐的腸道細(xì)胞中培育出類器官。這種飛狐屬于更廣泛的飛狐屬，也被稱為飛狐蝠。

研究人員首先找到一種適合蝙蝠腸道細(xì)胞生長的培養(yǎng)基。他們通過嘗試用9種不同的生長補(bǔ)充劑(促進(jìn)細(xì)胞增殖的營養(yǎng)素和其他分子)培養(yǎng)類器官來做到這一點(diǎn)。七天后，其中三組的細(xì)胞生長和增殖率顯著提高。

此外，用這三種補(bǔ)充劑生長的蓮座蝙蝠腸類器官是長壽的，能夠保持活躍的增殖多達(dá)10代(多達(dá)10倍的重建從分離細(xì)胞的類器官組成的以前)。經(jīng)過長期冷凍保存(實質(zhì)上是冷凍)的類器官在解凍后也能正常生長。

為了證實這種類器官是在模仿蝙蝠腸道的上皮組織(外層組織)——這是蝙蝠器官中最先遇到病毒顆粒的部分，因此具有特殊的科學(xué)價值——研究人員采用了兩種技術(shù)。首先，他們使用透射電子顯微鏡來研究類器官的細(xì)胞解剖(組織學(xué))。其次，他們使用免疫熒光染色法——一種用于檢測和觀察生物樣本中的分子的常用方法——來尋找分子標(biāo)記物，表明所研究的組織來自蝙蝠的腸道。結(jié)合這兩種技術(shù)，研究人員了解到，類器官確實是在重建環(huán)狀蝙蝠腸道組織的典型細(xì)胞成分。

此外，研究人員還開展了類器官研究病毒關(guān)系的初步測試。實驗接種表明，他們對偽狂犬病毒敏感，但對SARS-CoV-2不敏感。

在首次成功制造出蝙蝠類器官后，研究人員現(xiàn)在想要在其他飛狐器官，如肺、肝和腎上。然后，研究人員將用高致病性病毒感染大量的蝙蝠“體內(nèi)”，詳細(xì)分析它們的基因表達(dá)(打開和關(guān)閉基因)，從而能夠闡明為什么蝙蝠是這些病原體的宿主而不生病的機(jī)制。

關(guān)鍵詞： 器官 蝙蝠 培育 研究人員