新發現，COVID-19會導致心臟和其他器官的線粒體功能障礙

自SARS-CoV-2病毒引起的COVID-19大流行開始以來，研究人員一直在試圖確定為什么與大多數冠狀病毒相比，這種病毒會產生如此負面的長期影響。現在，由費城兒童醫院(CHOP)和COVID-19國際研究小組(COV-IRT)領導的一個多機構研究人員聯盟發現，線粒體的基因(我們細胞的能量生產者)會受到病毒的負面影響，導致肺部以外的多個器官功能障礙。這些發現今天在《科學轉化醫學》雜志上發表，為治療COVID-19提出了新的方法。

線粒體存在于我們身體的每個細胞中。負責產生線粒體的基因分布在細胞核內的核DNA和每個線粒體內的線粒體DNA (mtDNA)中。先前的研究表明，SARS-CoV-2蛋白可以與宿主細胞中的線粒體蛋白結合，可能導致線粒體功能障礙。

為了了解SARS-CoV-2如何影響線粒體，CHOP線粒體和表觀基因組醫學中心(CMEM)的研究人員和他們的COV-IRT同事想分析線粒體基因表達，以檢測病毒引起的差異。為了做到這一點，他們分析了受影響患者和動物模型的鼻咽和尸檢組織。

“來自人類患者的組織樣本使我們能夠了解線粒體基因表達在疾病進展的開始和結束時是如何受到影響的，而動物模型使我們能夠填補空白，并觀察基因表達差異隨時間的進展，”該研究的**作者，CHOP CMEM博士后研究員Joseph Guarnieri博士說。

研究發現，在尸檢組織中，線粒體基因在肺部的表達已經恢復，但在心臟、腎臟和肝臟中，線粒體功能仍然受到抑制。在研究動物模型和測量肺部病毒載量達到峰值的時間時，即使在大腦中沒有觀察到SARS-CoV-2，小腦中的線粒體基因表達也受到抑制。其他動物模型顯示，在SARS-CoV-2感染的中期，肺部的線粒體功能開始恢復。

綜上所述，這些結果表明，宿主細胞對初始感染的反應涉及肺部，但隨著時間的推移，肺部的線粒體功能得到恢復，而在其他器官，特別是心臟，線粒體功能仍然受損。

CHOP CMEM主任、共同資深作者Douglas C. Wallace博士說:“這項研究為我們提供了強有力的證據，證明我們需要停止將COVID-19視為嚴格意義上的上呼吸道疾病，而開始將其視為一種影響多個器官的系統性疾病，我們在肺以外的器官中觀察到的持續功能障礙表明，線粒體功能障礙可能會對這些患者的內臟造成長期損害。”

雖然使用這些數據的未來研究將研究系統性免疫和炎癥反應如何導致一些患者更嚴重的疾病，但研究小組確實發現了microRNA 2392 (miR-2392)的潛在治療靶點，該靶點被證明可以調節本研究中使用的人體組織樣本中的線粒體功能。

共同資深作者Afshin Beheshti博士說,“這種微小rna在被SARS-CoV-2感染的患者的血液中上調，這不是我們通常期望看到的，中和這種microRNA可能能夠阻止病毒的復制，為那些面臨更嚴重并發癥風險的患者提供額外的治療選擇。”

今年早些時候，蓋茨基金會向Wallace博士和CMEM提供了資金，用于研究世界人群中mtDNA的差異如何影響線粒體功能，從而影響個體對SARS-CoV-2的敏感性。Wallace說，SARS-CoV-2顯著影響線粒體功能的證明支持了線粒體功能的個體差異可能是個體COVID-19嚴重程度的一個因素的假設。

這項工作也得到了美國國立衛生研究院(NIH) NIAID校內研究部的支持，并部分得到了比爾和梅林達·蓋茨基金會(Bill & Melinda Gates Foundation) INV-046722的資助。

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