研究发现，COVID-19对线粒体基因产生不利影响，进而影响人体重要器官

先前的研究表明，SARS-CoV-2蛋白可以与宿主细胞中的线粒体蛋白结合，可能导致线粒体功能障碍。

近日，由费城儿童医院(CHOP)和COVID-19国际研究小组(COV-IRT)领导的一个多机构研究人员联盟发现，SARS-CoV-2病毒会对线粒体的基因产生不利影响——线粒体是我们细胞的动力——导致肺以外的几个器官功能障碍。研究结果发表在《Science Translational Medicine》杂志上，为COVID-19的新治疗策略铺平了道路。

T同事想为了了解SARS-CoV-2如何影响线粒体，CHOP线粒体和表观基因组医学中心(CMEM)的研究人员和他们的COV-IR分析线粒体基因表达，以检测病毒引起的差异。为了做到这一点，他们分析了受影响患者和动物模型的鼻咽和尸检组织。

“来自人类患者的组织样本使我们能够了解线粒体基因表达在疾病进展的开始和结束时是如何受到影响的，而动物模型使我们能够填补空白，并观察基因表达差异随时间的进展，”该研究的第一作者Joseph Guarnieri博士说，他是CHOP CMEM的博士后研究员。

研究发现，在尸检组织中，线粒体基因在肺部的表达已经恢复，但在心脏、肾脏和肝脏中，线粒体功能仍然受到抑制。在研究动物模型和测量肺部病毒载量达到峰值的时间时，即使在大脑中没有观察到SARS-CoV-2，小脑中的线粒体基因表达也受到抑制。其他动物模型显示，在SARS-CoV-2感染的中期，肺部的线粒体功能开始恢复。

综上所述，这些结果表明，宿主细胞对初始感染的反应涉及肺部，但随着时间的推移，肺部的线粒体功能得到恢复，而在其他器官，特别是心脏，线粒体功能仍然受损。

“这项研究为我们提供了强有力的证据，表明我们需要停止将COVID-19严格地视为一种上呼吸道疾病，而开始将其视为一种影响多个器官的系统性疾病，”CHOP的CMEM主任、共同通讯作者Douglas C. Wallace博士说。“我们在肺以外的器官中观察到的持续功能障碍表明，线粒体功能障碍可能会对这些患者的内脏造成长期损害。”                

虽然使用这些数据的未来研究将研究系统性免疫和炎症反应如何导致一些患者更严重的疾病，但研究小组确实发现了microRNA 2392 (miR-2392)的潜在治疗靶点，该靶点被证明可以调节本研究中使用的人体组织样本中的线粒体功能。

“这种微小RNA在被SARS-CoV-2感染的患者的血液中上调，这不是我们通常期望看到的，”共同通讯作者Afshin Beheshti博士说。“中和这种microRNA可能能够阻止病毒的复制，为那些面临更严重并发症风险的患者提供额外的治疗选择。”

今年早些时候，盖茨基金会向Wallace博士和CMEM提供了资金，用于研究mtDNA在世界人口中的变异如何影响线粒体功能，从而影响个体对SARS-CoV-2的敏感性。Wallace说，SARS-CoV-2显着影响线粒体功能的证明支持了线粒体功能的个体差异可能是个体COVID-19严重程度的一个因素的假设。

参考:

“Core mitochondrial genes are down-regulated during SARS-CoV-2 infection of rodent and human hosts” by Joseph W. Guarnieri, Joseph M. Dybas, Hossein Fazelinia, Man S. Kim, Justin Frere, Yuanchao Zhang, Yentli Soto Albrecht, Deborah G. Murdock, Alessia Angelin, Larry N. Singh, Scott L. Weiss, Sonja M. Best, Marie T. Lott, Shiping Zhang, Henry Cope, Victoria Zaksas, Amanda Saravia-Butler, Cem Meydan, Jonathan Foox, Christopher Mozsary, Yaron Bram, Yared Kidane, Waldemar Priebe, Mark R. Emmett, Robert Meller, Sam Demharter, Valdemar Stentoft-Hansen, Marco Salvatore, Diego Galeano, Francisco J. Enguita, Peter Grabham, Nidia S. Trovao, Urminder Singh, Jeffrey Haltom, Mark T. Heise, Nathaniel J. Moorman, Victoria K. Baxter, Emily A. Madden, Sharon A. Taft-Benz, Elizabeth J. Anderson, Wes A. Sanders, Rebekah J. Dickmander, Stephen B. Baylin, Eve Syrkin Wurtele, Pedro M. Moraes-Vieira, Deanne Taylor, Christopher E. Mason, Jonathan C. Schisler, Robert E. Schwartz, Afshin Beheshti and Douglas C. Wallace, 9 August 2023, Science Translational Medicine.