近日,新冠导致心肌炎的病例引发了广泛关注,心肌炎是指心脏肌肉发炎,这会降低心脏泵血的能力,可能引起胸部疼痛、气短、心律失常、甚至是心脏衰竭和猝死。那么,新冠到底如何诱发心肌发炎,哪些人群又更易患上心肌炎,就成了亟待解决的问题。
而就在1月5日,由美国南卡罗莱纳大学医学院副教授wenbin tan领导的华人团队在预印本平台biorxiv上发表了其研究成果,表示新冠病毒会影响心肌细胞的线粒体代谢相关的基因,从而导致心肌纤维化和收缩能力损伤,同时,长期食用高脂肪食物则会提高阳康之后心肌纤维化的可能性。
要探究新冠诱发心肌炎的机制,首先就得搞清楚病毒进入生物体内的“路径”。
科学家们先基于早期原始新冠毒株构建了s蛋白假(spp)病毒,这一病毒没有复制能力,可以作为体外病毒进行实验。
在将s蛋白假病毒注入小鼠体内后,科学家们重点观察了人类皮肤毛细血管内皮细胞(hdmvecs)、巨噬细胞(mØ)和心肌细胞样h9c2细胞三个细胞系,并发现,低密度脂蛋白胆固醇(ldl-c)这一物质对于s蛋白假病毒展现出了较高的亲和性。
换句话说,低密度脂蛋白胆固醇的浓度影响着s蛋白假病毒进入细胞的效率。
接下来,研究团队又将实验小鼠分为正常饮食和高脂饮食两组,自然,后者体内的低密度脂蛋白胆固醇浓度高于前者。
随后,科学家们向两组小鼠注入s蛋白假病毒,两小时后,高脂饮食组小鼠的心脏、肾脏、主动脉和脂肪组织中观察到了s蛋白假病毒的显著增加,且在24小时后仍继续积累。
高脂饮食组小鼠不同组织中的s蛋白假病毒水平
确定了病毒会选择性地在心肌细胞中积累之后,研究团队继续探索这种积累会导致心肌细胞产生什么变化。
他们发现,无论是正常饮食组还是高脂饮食组,均在接种s蛋白假病毒24小时后发生了基因的表达差异,只不过高脂饮食组的变化非常剧烈——与接种病毒的正常饮食组相比有434个基因存在表达差异,而与未接种病毒的高脂饮食组相比有548个基因存在表达差异。
而在接种s蛋白假病毒3周后,正常饮食组已经不存在差异表达的基因,也就是心脏的病毒几乎已经被清除完了。但是高脂饮食组仍存在209个差异表达基因。
而在接种s蛋白假病毒6周之后,高脂饮食组小鼠的心肌已经明显出现了纤维化。
在之后的实验中,研究团队还发现,上述存在表达差异的基因中,涉及线粒体呼吸链(mrc)的三个基因家族明显受到了影响。也就是说,新冠的s蛋白会引起线粒体的呼吸链基因家族的长期转录抑制,导致心肌代谢异常,逐渐使得心脏肌肉发炎,功能受损。
编译:南都记者杨博雯