新的研究提供了一個近距離觀察SARS-CoV-2（引起COVID-19的病毒）如何傳播到大腦的機會。這項研究有助於解釋一些COVID-19患者報告的一系列令人震驚的神經系統症狀，以及為什麼一些患者遭受嚴重的神經系統影響，而另一些患者則完全沒有經歷。研究人員報告說，有證據表明SARS-CoV-2能感染為我們大腦提供動力的神經細胞（神經元），以及大腦和脊髓中支持和保護神經元的細胞（星形膠質細胞）。

一個單一的星形膠質細胞顯示紅色的SARS-CoV-2受體蛋白ACE2的表達。資料來源：Ricardo Costa, LSUHS

“路易斯安那州立大學（LSU）什里夫波特分校博士後、該研究的第一作者里卡多-科斯塔說：”我們的發現表明，星形膠質細胞是COVID-19造成神經損傷的一個途徑。”這可以解釋我們在COVID-19患者身上看到的許多神經系統症狀，其中包括嗅覺和味覺的喪失、迷失方向、精神病和中風”。

科斯塔將在美國生理學會年會期間的實驗生物學（EB）2021年會議上介紹這項研究，該會議於4月27-30日實際舉行。這項研究由LSU Health Shreveport的分子和細胞生物學助理教授Diana Cruz-Topete領導，包括來自西班牙卡斯蒂利亞-拉曼恰大學的合作者Oscar Gomez-Torres博士和Emma Burgos-Ramos博士。

一組神經元（藍色）和連接它們的樹突（綠色）。ACE2受體（紅色）存在於神經元主體中。資料來源：Ricardo Costa, LSUHS；原始細胞由Lynn Harrison, LSUHS捐贈

在呼吸系統中，已知SARS-CoV-2通過抓住細胞表面稱為血管緊張素轉換酶-2（ACE2）受體的蛋白質來感染一個人的細胞。目前還不清楚腦細胞是否有這種受體。

在這項研究中，科斯塔及其同事檢查了RNA和蛋白質，以確定人類星形膠質細胞和神經元的細胞培養物是否表達ACE2。然後他們將這些細胞暴露在一種SARS-CoV-2病毒中，這種病毒已經被修改為研究人員可以安全處理的版本。研究證實，星形膠質細胞和神經元都表達ACE2受體，兩種細胞類型都能感染SARS-CoV-2，但星形膠質細胞受感染的可能性較低。

感染了改良版SARS-CoV-2的單個星形膠質細胞。該病毒被修改為在成功感染後表達一個綠色熒光蛋白。附近的星形膠質細胞（不可見）沒有被感染。資料來源：Ricardo Costa, LSUHS

星形膠質細胞是進入大腦的主要門戶，負責將營養物質從血液中運送到神經元，同時將有害顆粒擋在外面。研究人員表示，通過抵抗感染，星形膠質細胞可以幫助將SARS-CoV-2阻擋在大腦之外，但是一旦被感染，它們可以輕易地將病毒傳遞給許多神經元。

“雖然星形膠質細胞顯示出較高的抗感染能力，但神經元似乎更容易受到影響，”科斯塔說。”這表明，只有少數星形膠質細胞被感染就足以使感染迅速擴散到神經元並迅速繁殖。這些觀察結果可以解釋為什麼有些病人沒有任何神經系統症狀，而其他人似乎有嚴重的症狀”。