實驗顯示內臟脂肪細胞的SARS-CoV-2感染可能導致重症新冠肺炎
實驗表明,內臟脂肪–肝臟、腸道和其他器官周圍的脂肪,被認為是心血管疾病、糖尿病和高血壓的風險因素–比皮下脂肪(皮膚下,如”愛撫”)對重症COVID-19的貢獻更大。實驗是由坎皮納斯州立大學(UNICAMP)和聖保羅大學(USP)的研究人員在巴西進行的。
為了得出這一結論,UNICAMP生物研究所的教授和該研究的負責人之一馬塞洛-莫里在實驗室裡感染了兩種不同類型的脂肪細胞:一種是從皮下組織中分離出的人類幹細胞獲得的,另一種是從內臟脂肪組織中提取的干細胞分化出來的。
“可以觀察到,內臟脂肪細胞更容易受到SARS-CoV-2的感染。在這種脂肪細胞類型中,病毒負荷的增加遠遠高於皮下脂肪細胞。我們認為這主要是由於細胞表面的蛋白質ACE-2(病毒與之結合以入侵細胞)水平較高,”Mori告訴Agência FAPESP。
此外,研究人員發現,當內臟脂肪細胞被感染時,它們會產生更多的促炎症細胞因子,這些細胞因子會提醒免疫系統存在一個需要打擊的威脅。
UNICAMP的Mori團隊早在2020年7月就第一個表明-SARS-CoV-2能夠感染人類脂肪細胞,並提出脂肪組織可以被作為病毒的儲存庫。
“在那之後,其他研究證實脂肪細胞確實可以被感染,當我們分析死於COVID-19的病人的樣本時,我們發現病毒在脂肪組織中的存在相對頻繁,相當於大約50%的病例,”Mori說。
該小組隨後決定調查內臟和皮下脂肪細胞對感染的反應方式是否存在差異。就代謝性疾病而言,科學文獻中的證據顯示內臟脂肪是主要的惡棍,而皮下脂肪往往是中性的,甚至是有益的。
“我們想看看在COVID-19的背景下是否有類似的關聯,”Mori說。”而事實上,我們的模型表明,肥胖者的內臟脂肪組織越多,病毒就越能複制,這就放大了炎症過程。”
另一方面,在皮下脂肪細胞中,該小組觀察到脂肪分解的減少,即通過水解來分解脂肪和其他脂類以釋放脂肪酸,在體育活動或禁食期間可作為能量來源。
“我們的假設是,這代表一種抗病毒的細胞反應,”Mori說。”有研究顯示,抑制脂肪分解會降低SARS-CoV-2的複制能力,這可以解釋為病毒需要脂質來生產其包膜,以及從細胞中獲取能量來複製其遺傳物質。因此,皮下脂肪組織中脂肪分解的減少對病人來說可能是積極的,對病毒來說則是壞消息。”
內臟脂肪細胞暴露在SARS-CoV-2的不同毒株下:最初來自武漢的原始毒株,並從第一批被診斷為COVID-19的巴西人中分離出來;以及伽馬變體(P.1.),它於2020年底出現在巴西亞馬孫州首府馬瑙斯。與皮下脂肪細胞相比,只在對祖代病毒的反應中觀察到了易感性的差異。
Mori說:”我們得出結論,馬瑙斯變體感染內臟脂肪細胞的效果不如原始病毒株,一項蛋白質組學分析[細胞產生的所有蛋白質]顯示,武漢病毒株導致與細胞對乾擾素[一種對抗病毒的免疫系統機制]的反應有關的幾種蛋白質減少,而伽馬變體則導致了增加。換句話說,馬瑙斯菌株使脂肪細胞產生更多的蛋白質,促進抗病毒反應”。
最近的研究指出,在肥胖症患者中,由於新的變體而導致的COVID-19嚴重病例的數量有下降趨勢。”但這可能受到其他因素的影響,如疫苗接種或先前的感染。或者這些人可能因為知道自己屬於高風險群體而採取了額外的照顧,”Mori解釋說。為了嘗試加深對所有這些過程的理解,該小組計劃進行進一步的實驗,涉及用Delta和Omicron變體培養的脂肪細胞。
未來研究的另一個計劃是調查SARS-CoV-2感染可能產生的中長期代謝影響。”Mori說:”我們想找出感染是否會改變患糖尿病或心血管疾病的風險,例如。”這樣做的一個方法可能是分析患有COVID-19並且後來提交給減肥手術的病人的樣本,以查看內臟脂肪組織是否因感染而發生形態和功能上的改變。”