SARSCoV2劫持神經元之間的納米管以感染神經元

SARS-CoV-2如何進入腦細胞?

最近發表在《科學進展》(Science Advances)雜志上的一項研究表明，這種病毒利用在受感染細胞和神經元之間形成的納米管來接觸神經元。這些瞬時的動態結構是遠處細胞的膜融合的結果。它們使細胞內物質的交換不需要膜受體，而膜受體是進入和退出細胞質的正常途徑。巴斯德研究所的Chiara Zurzolo領導的膜運輸和發病機制小組已經發現，納米管通過促進導致阿爾茨海默病和帕金森病等退行性疾病的蛋白質運輸，在這些疾病中發揮作用。

在沒有受體的情況下感染神經元

雖然人類細胞受體ACE2是SARS-CoV-2進入肺細胞(病毒的主要目標)和嗅覺上皮細胞的門戶，但它不通過神經元表達。但在一些患者的大腦中發現了病毒遺傳物質，這解釋了急性或長COVID的神經癥狀。嗅覺粘膜曾被認為是進入中樞神經系統的途徑，但這并不能解釋病毒是如何進入神經元細胞本身的。

根據這項新研究，SARS-CoV-2還被認為能夠誘導感染細胞和神經元之間以及神經元之間形成納米管，這將解釋大腦是如何從上皮細胞感染的。研究小組發現了位于納米管內部和表面的多個病毒顆粒。由于病毒在納米管內的傳播比通過受體從一個細胞轉移到下一個細胞更快、更直接，因此這種傳播方式有助于提高SARS-CoV-2的感染能力并傳播到神經元細胞。

但病毒也會在納米管的外表面移動，在那里它可以更快地被引導到表達兼容受體的細胞。巴斯德研究所Chiara Zurzolo建議:“納米管可以被視為頂部有道路的隧道，它使非受納細胞像神經元一樣感染，但也促進了感染在受納細胞之間的傳播。”

最先進的成像方法

本研究結合了使用最先進的顯微鏡工具進行的體外培養研究，表明健康的神經元細胞如果接觸受感染的細胞，就會受到感染。巴斯德研究所納米成像核心設施中的Titan Krios顯微鏡提供了前所未有的生物樣本和納米分子分辨率，更接近真實的生物條件。該研究的第一作者、巴斯德研究所膜交通和發病機制部門的Anna Pepe解釋說:“有了這種儀器，已經開發了新的成像方法來評估SARS-CoV-2的結構和納米管的結構。”

研究團隊與巴斯德研究所的超微結構生物成像核心設施合作，使用精確的研究方法來檢測納米管中的結構，這些結構后來被確定為“病毒工廠”。神經元之間的納米管代表了一個有利于SARS-CoV-2發展的環境，因為它是免疫系統看不到的。Chiara Zurzolo認為，“這可能代表了一種有利于病毒的免疫逃避和病毒持續的機制。”

這項研究是一個跨學科基礎研究的例子，涉及細胞生物學家、病毒學家和最先進的成像技術，可以導致新的發現。這為進一步研究細胞間通訊在SARS-CoV-2傳播中的作用鋪平了道路。它還鼓勵探索替代治療方法，以阻止SARS-CoV-2的傳播，以及目前主要專注于阻斷通過ACE2受體進入的項目。