導(dǎo)讀：各種病原體，如埃博拉病毒，馬爾堡病毒，尼帕病毒，亨德拉病毒，嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒（SARS-CoV），中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）和SARS-CoV-2，都在威脅人類(lèi)全球健康。這些病原體的天然宿主被認(rèn)為是蝙蝠。現(xiàn)在，研究人員從一種果蝠——棕果蝠腸道細(xì)胞中培育出類(lèi)器官。已建立的類(lèi)器官成功地概括了腸上皮結(jié)構(gòu)和形態(tài)的特征，并確定了長(zhǎng)期穩(wěn)定培養(yǎng)所必需的適當(dāng)補(bǔ)充劑。在實(shí)驗(yàn)接種中，類(lèi)器官顯示出對(duì)PRV的易感性，但對(duì)SARS-CoV-2不敏感。這是建立果蝠腸類(lèi)器官的可擴(kuò)展類(lèi)器官培養(yǎng)系統(tǒng)及其對(duì)蝙蝠相關(guān)病毒，PRV和SARS-CoV-2的敏感性的第一份報(bào)告。該類(lèi)器官是闡明新興的果蝠相關(guān)病毒如埃博拉病毒和馬爾堡病毒的耐受機(jī)制的有用工具。

試圖解釋為什么蝙蝠一次可以感染許多病毒而不會(huì)死于COVID-19等疾病的實(shí)驗(yàn)——這些知識(shí)可以幫助我們減少傳染病對(duì)人類(lèi)的威脅——直到現(xiàn)在，人們一直在努力，因?yàn)榛畹囊吧鸩皇呛芎玫难芯繉?duì)象。為了克服這一障礙，研究人員首次培育出了果蝠屬蝙蝠的“類(lèi)器官”，它可以在體外繁殖腸道。

一篇描述蝙蝠類(lèi)器官生長(zhǎng)技術(shù)的論文發(fā)表在《International Journal of Molecular Sciences》上。

https://www.mdpi.com/1422-0067/22/19/10763

蝙蝠是大量人類(lèi)病原體的天然來(lái)源（或者，用流行病學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，“宿主”——病原體在其中存活而不引起疾病的宿主）。這些病毒包括導(dǎo)致許多疾病的病毒，如埃博拉病毒，馬爾堡病毒，尼帕病毒，亨德拉病毒，SARS病毒，MERS病毒和新型冠狀病毒肺炎病毒。事實(shí)上，一只蝙蝠可以攜帶這些病毒而不生病。為什么蝙蝠能夠與這么多病毒一起生活而自身卻不生病，仍然是病毒學(xué)及其鄰近學(xué)科的一大謎團(tuán)之一。使用單個(gè)蝙蝠詳細(xì)分析體內(nèi)的病毒耐受機(jī)制存在局限性。目前的COVID-19大流行使得解決這個(gè)謎團(tuán)變得更加緊迫。

然而蝙蝠是野生動(dòng)物，而不是馴養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科目。對(duì)蝙蝠進(jìn)行可重復(fù)的研究比對(duì)更常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物如小鼠或豬進(jìn)行更困難。因此，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都必須在取自蝙蝠的細(xì)胞系上進(jìn)行，而不是在蝙蝠本身或蝙蝠器官上進(jìn)行。

“如果這一實(shí)驗(yàn)性障礙能夠被克服，就可以理解病毒與蝙蝠的關(guān)系，從而減少人類(lèi)疾病和死亡?！痹撜撐牡淖髡咧?、東京農(nóng)業(yè)技術(shù)大學(xué)傳染病流行病學(xué)和預(yù)防研究中心副教授Tsutomu Omatsu說(shuō)。

因此，研究人員開(kāi)發(fā)了可用于此類(lèi)實(shí)驗(yàn)的蝙蝠類(lèi)器官。類(lèi)器官是一種在“體外”(在培養(yǎng)皿或其他實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中)由干細(xì)胞培育而成的三維組織結(jié)構(gòu)，它模仿了活體動(dòng)物的器官。已知腸道是病原體與肺部一起進(jìn)入和離開(kāi)身體的通道之一。在這種情況下，他們從一種果蝠——棕果蝠（狐蝠科、果蝠屬動(dòng)物，也被稱(chēng)為果蝠）腸道細(xì)胞中培育出類(lèi)器官。

為什么選擇果蝠呢？果蝠是一種巨型蝙蝠，它們被認(rèn)為是包括埃博拉病毒和馬爾堡病毒在內(nèi)的病毒家族的天然宿主。之所以選擇棕果蝠，是因?yàn)樵谥暗难芯恐?，已顯示出實(shí)驗(yàn)性接種SARS-CoV-2（引起COVID-19的病毒）引起的短暫但不強(qiáng)烈的感染，而來(lái)自棕果蝠腸道的細(xì)胞系根本沒(méi)有被感染。東南亞和澳大利亞的幾種狐蝠也被發(fā)現(xiàn)是導(dǎo)致人類(lèi)呼吸道疾病的PRV病毒的宿主。

研究人員首先必須找到一種最佳的蝙蝠腸細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)基。他們通過(guò)嘗試用九種不同的生長(zhǎng)補(bǔ)充劑（營(yíng)養(yǎng)素和其他促進(jìn)細(xì)胞增殖的分子）培養(yǎng)類(lèi)器官來(lái)做到這一點(diǎn)，包括Wnt 3a、Noggin、R-spondin (WNR)、EGF、FGF2、FGF7、FGF10、IGF或TGF-α。不同補(bǔ)充劑對(duì)果蝠類(lèi)器官生長(zhǎng)和增殖的影響存在顯著差異。七天后，其中三組（WNR、TGF-α、EGF）的細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖率顯著提高。然而，與對(duì)照組相比，F(xiàn)GF2、FGF7、FGF10和IGF沒(méi)有顯著影響。

從果蝠中鑒定合適的腸類(lèi)器官培養(yǎng)補(bǔ)充劑

基于這些結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)WNR、EGF和TGF-α對(duì)果蝠腸道類(lèi)器官的培養(yǎng)至關(guān)重要。此外，用這三種補(bǔ)充劑生長(zhǎng)的果蝠腸類(lèi)器官壽命長(zhǎng)，能夠保持活躍的增殖多達(dá)十代（從先前的類(lèi)器官組成的分離細(xì)胞重建類(lèi)器官的多達(dá)10倍）。長(zhǎng)期冷凍保存（實(shí)質(zhì)上是冷凍）的類(lèi)器官一旦解凍也可以正常生長(zhǎng)。

為了證實(shí)類(lèi)器官是在模仿蝙蝠腸道的上皮（外部）組織——這是蝙蝠器官中最先遇到病毒顆粒的部分，因此具有特殊的科學(xué)意義，研究人員部署了兩種技術(shù)。首先，他們使用透射電子顯微鏡來(lái)研究類(lèi)器官的細(xì)胞解剖學(xué)（組織學(xué)）。其次，他們使用免疫熒光染色，一種用于檢測(cè)和可視化生物樣品中分子的常用方法——來(lái)尋找分子標(biāo)記物，表明所研究的組織來(lái)自蝙蝠的腸道。這兩種技術(shù)結(jié)合在一起告訴研究人員，類(lèi)器官確實(shí)在重建果蝠腸組織的典型細(xì)胞成分。

類(lèi)器官再現(xiàn)了腸組織的細(xì)胞成分

還進(jìn)行了使用類(lèi)器官來(lái)研究病毒關(guān)系的初步測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)接種中，它們顯示對(duì)PRV敏感，但對(duì)SARS-CoV-2不敏感。

在首次成功制造出蝙蝠類(lèi)器官后，研究人員現(xiàn)在想要在其他果蝠器官，如肺、肝和腎上重復(fù)他們的技巧。然后，研究人員將用高致病性病毒感染大量的蝙蝠“體內(nèi)”，詳細(xì)分析它們的基因表達(dá)(打開(kāi)和關(guān)閉基因)，從而能夠闡明為什么蝙蝠能夠在不生病的情況下宿主這些病原體的機(jī)制。

參考資料：

https://medicalxpress.com/news/2021-12-intestine-organoid-grown-lab-viruses.html