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刘正飞教授课题组在疱疹病毒研究方面取得新进展

发布时间:2019-10-05  作者:  浏览次数:

南湖网讯(通讯员 苏乐)近日,我院刘正飞教授课题组和武汉大学化学与分子科学学院张志凌课题组在疱疹病毒与宿主细胞互作研究方面取得新进展,在国际著名学术期刊《Biomaterials》(IF=10.273)发表题为“A virus-induced kidney disease model based on organ-on-a-chip: Pathogenesis exploration of virus-related renal dysfunctions”的研究论文。刘正飞教授与张志凌教授为共同通讯作者。

疱疹病毒是一大类具有生物学、医学和兽医学意义的病毒,其中人单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus)、伪狂犬病毒(Pseudorabies virus)和牛疱疹病毒(Bovine herpesvirus)是α疱疹病毒亚科的重要成员。伪狂犬病病毒以猪为天然宿主、储存宿主和主要传染源,呈全球流行。母猪感染后出现流产、产死胎或木乃伊胎,公猪失去种用性能,哺乳仔猪出现神经症状、死亡率近100%。此外,该病毒还可以感染40多种家畜和野生动物,兼有生物学和兽医学价值,因而被病毒学家作为模式病毒广泛用于α疱疹病毒的嗜神经性和潜伏感染机制研究。实时、动态、完整地反映病毒-宿主相互作用对于研究α疱疹病毒的生物学特性和致病机制至关重要。该文章首次利用器官芯片技术实现病毒感染后器官结构和功能变化的可视化和可检测化,为病毒感染引起器官功能异常的致病机理的深入研究提供了可能。


该工作采用经典的微流体通道-多孔膜-静态储液池三层芯片,通过模拟活体内肾小管上皮细胞真实的细胞外环境,在体外构建了高度功能化的远端肾小管器官芯片(Distal tubule-on-a-chip)。基于该系统对肾小管结构和功能的高度重现,以及其可视化、可检测化优势,该工作通过共聚焦成像及元素分析等手段,从远端肾小管上皮组织的屏障结构及功能、远端肾小管无机元素重吸收功能以及血管紧张素II的调节作用这三个角度探究了伪狂犬病毒感染对肾小管结构及功能的影响。结果显示,在伪狂犬病毒感染后,肾小管上皮组织的重吸收屏障由于其紧密连接结构的破坏,管腔侧微绒毛的缠绕,以及肾小管上皮细胞内钠转运蛋白表达量和亚细胞分布的改变,导致其对钠元素的重吸收能力急剧降低。此外,病毒感染虽然不改变钠元素重吸收调节激素(血管紧张素II)的调节作用,但是增加了肾小管对其的敏感度。鉴于肾小管的钠元素重吸收在无机盐平衡中的重要性,以上改变可能是引起病毒感染中常见的血清电解质异常的原因之一。同时该工作发现,远端肾小管芯片中更加完善的屏障功能,在一定程度上抵御了病毒的感染。据悉,刘正飞教授团队致力于动物传染病和人畜共患病研究,在α疱疹病毒的嗜神经性和潜伏感染,以及布鲁氏菌的胞内寄生和致病机制研究方面成效突出。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/journal/biomaterials/vol/219/suppl/C

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