Cell Stem Cell | 新冠伤脑！陈水冰团队新研究表明SARS-CoV-2可以感染多巴胺能神经元并致其衰老

在一项新的研究中，来自美国康奈尔医学院陈水冰团队、纪念斯隆凯特琳癌症中心Lorenz Studer、哥伦比亚大学何大一和康奈尔医学院Robert E. Schwartz合作发现导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2可感染大脑中的多巴胺能神经元并引发衰，即它们失去生长和分裂的能力。他们认为，对这一发现的进一步研究可能会揭示与长新冠（long COVID）相关的神经症状，如脑雾、嗜睡和抑郁。相关研究结果于2024年1月17日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“SARS-CoV-2 infection causes dopaminergic neuron senescence”。

这些研究结果表明，感染了SARS-CoV-2的多巴胺能神经元会停止工作，并发出导致炎症的化学信号。正常情况下，这些神经元产生多巴胺，其中多巴胺是一种神经递质，在愉悦感、动机、记忆、睡眠和运动中发挥作用。这些神经元受损也与帕金森病有关。

论文共同通讯作者、威尔康奈尔医学中心基因组健康中心主任陈水冰博士说，“这个项目最初是为了研究不同器官中的各类细胞如何对 SARS-CoV-2 感染做出反应。我们测试了肺细胞、心脏细胞、胰腺β细胞，但衰老途径只在多巴胺能神经元中被激活。这是一个完全出乎意料的结果。”

确定 SARS-CoV-2 如何影响不同细胞

在此之前，陈博士领导了利用人类干细胞生成多种细胞类型的研究工作，并对它们进行测试，以确定SARS-CoV-2能感染哪些细胞。这使得他们能够研究在COVID-19期间这种病毒可能感染的组织范围，因为不同患者的症状多种多样。他们还研究了感染SARS-CoV-2的患者的尸检样本，以证实来自实验室培养细胞的观察结果。

令人惊讶的是，他们发现在暴露于SARS-CoV-2的多巴胺能神经元中，受感染的比例很小，约为5%。陈博士说，“多巴胺能神经元的感染率没有肺细胞那么高，肺细胞是这种病毒的主要攻击目标，但是即使是一小部分受感染的多巴胺能神经元也可能产生严重影响。”

有趣的是，并非所有类型的神经元细胞都容易受到病毒感染。这些作者观察到，在相同的实验条件下，皮质神经元并不允许SARS-CoV-2感染。

保护多巴胺能神经元

在这篇论文中，这些作者利用转录谱技术确定了SARS-CoV-2感染如何改变基因活性以及由此导致的细胞行为方式的变化。Chen博士说，“我们发现，只有多巴胺能神经元的衰老途径被激活。与此形成鲜明对比的是，受SARS-CoV-2感染的肺部类器官、胰腺细胞、肝脏类器官或心脏细胞中的衰老通路基因并没有明显开启。”

这些作者发现，实验室培养的受感染的多巴胺能神经元和来自COVID-19患者尸检样本的多巴胺能神经元的基因特征---基因活动的独特模式---是相同的，其中包括触发炎症化学信号的基因。

图片来自Cell Stem Cell, 2024, doi:10.1016/j.stem.2023.12.012。

接下来，这些作者寻找保护这些神经元的方法，以降低患者感染病毒后出现神经缺陷的风险。他们测试了市场上已上市的治疗各种疾病的药物，以找到一种能阻止SARS-CoV-2感染或使受感染的多巴胺能神经元免于衰老的药物。他们的筛选结果显示，有三种药物可以阻止 SARS-CoV-2 感染，从而防止多巴胺细胞衰老：利鲁唑（治疗筋萎缩性侧索硬化症）、二甲双胍（治疗糖尿病）和伊马替尼（治疗癌症）。对这些药物的进一步研究可能会找到防止这种病毒攻击大脑的方法。

虽然大多数人都会感染SARS-CoV-2，但只有一些人会受到影响，因为神经系统症状的风险与许多因素有关，包括疾病的严重程度和遗传。人类群体研究正在进一步探索这方面的问题。

虽然这些发现的临床意义尚不清楚，但由于多巴胺能神经元衰老是帕金森病的特征之一，这些作者建议，应该监测长新冠患者患帕金森病相关症状的风险。迄今为止，帕金森病的症状在人群研究中还没有过多的报道。

参考资料：

Liuliu Yang et al. SARS-CoV-2 infection causes dopaminergic neuron senescence. Cell Stem Cell, 2024, doi:10.1016/j.stem.2023.12.012.

SARS-CoV-2 can infect dopamine neurons causing senescence
https://medicalxpress.com/news/2024-01-sars-cov-infect-dopamine-neurons.html