【研究】在实验室中首次培育的蝙蝠类器官——探索蝙蝠为什么能够与病毒一起生活而自身却不生病?

试图解释为什么蝙蝠一次可以感染许多病毒而不会死于COVID-19等疾病的实验——这些知识可以帮助我们减少传染病对人类的威胁——直到现在，人们一直在努力，因为活的野生蝙蝠不是很好的研究对象。为了克服这一障碍，研究人员首次培育出了果蝠属蝙蝠的“类器官”，它可以在体外繁殖肠道。

一篇描述蝙蝠类器官生长技术的论文发表在《International Journal of Molecular Sciences》上。

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

蝙蝠是大量人类病原体的天然来源（或者，用流行病学术语来说，“宿主”——病原体在其中存活而不引起疾病的宿主）。这些病毒包括导致许多疾病的病毒，如埃博拉病毒，马尔堡病毒，尼帕病毒，亨德拉病毒，SARS病毒，MERS病毒和新型冠状病毒肺炎病毒。事实上，一只蝙蝠可以携带这些病毒而不生病。为什么蝙蝠能够与这么多病毒一起生活而自身却不生病，仍然是病毒学及其邻近学科的一大谜团之一。使用单个蝙蝠详细分析体内的病毒耐受机制存在局限性。目前的COVID-19大流行使得解决这个谜团变得更加紧迫。

然而蝙蝠是野生动物，而不是驯养的实验动物科目。对蝙蝠进行可重复的研究比对更常见的实验动物如小鼠或猪进行更困难。因此，大多数实验都必须在取自蝙蝠的细胞系上进行，而不是在蝙蝠本身或蝙蝠器官上进行。

“如果这一实验性障碍能够被克服，就可以理解病毒与蝙蝠的关系，从而减少人类疾病和死亡。”该论文的作者之一、东京农业技术大学传染病流行病学和预防研究中心副教授Tsutomu Omatsu说。

因此，研究人员开发了可用于此类实验的蝙蝠类器官。类器官是一种在“体外”(在培养皿或其他实验室设备中)由干细胞培育而成的三维组织结构，它模仿了活体动物的器官。已知肠道是病原体与肺部一起进入和离开身体的通道之一。在这种情况下，他们从一种果蝠——棕果蝠（狐蝠科、果蝠属动物，也被称为果蝠）肠道细胞中培育出类器官。

为什么选择果蝠呢？果蝠是一种巨型蝙蝠，它们被认为是包括埃博拉病毒和马尔堡病毒在内的病毒家族的天然宿主。之所以选择棕果蝠，是因为在之前的研究中，已显示出实验性接种SARS-CoV-2（引起COVID-19的病毒）引起的短暂但不强烈的感染，而来自棕果蝠肠道的细胞系根本没有被感染。东南亚和澳大利亚的几种狐蝠也被发现是导致人类呼吸道疾病的PRV病毒的宿主。

研究人员首先必须找到一种最佳的蝙蝠肠细胞生长培养基。他们通过尝试用九种不同的生长补充剂（营养素和其他促进细胞增殖的分子）培养类器官来做到这一点，包括Wnt 3a、Noggin、R-spondin (WNR)、EGF、FGF2、FGF7、FGF10、IGF或TGF-α。不同补充剂对果蝠类器官生长和增殖的影响存在显著差异。七天后，其中三组（WNR、TGF-α、EGF）的细胞生长和增殖率显著提高。然而，与对照组相比，FGF2、FGF7、FGF10和IGF没有显著影响。

从果蝠中鉴定合适的肠类器官培养补充剂

基于这些结果，研究人员发现WNR、EGF和TGF-α对果蝠肠道类器官的培养至关重要。此外，用这三种补充剂生长的果蝠肠类器官寿命长，能够保持活跃的增殖多达十代（从先前的类器官组成的分离细胞重建类器官的多达10倍）。长期冷冻保存（实质上是冷冻）的类器官一旦解冻也可以正常生长。

为了证实类器官是在模仿蝙蝠肠道的上皮（外部）组织——这是蝙蝠器官中最先遇到病毒颗粒的部分，因此具有特殊的科学意义，研究人员部署了两种技术。首先，他们使用透射电子显微镜来研究类器官的细胞解剖学（组织学）。其次，他们使用免疫荧光染色，一种用于检测和可视化生物样品中分子的常用方法——来寻找分子标记物，表明所研究的组织来自蝙蝠的肠道。这两种技术结合在一起告诉研究人员，类器官确实在重建果蝠肠组织的典型细胞成分。

类器官再现了肠组织的细胞成分

还进行了使用类器官来研究病毒关系的初步测试。在实验接种中，它们显示对PRV敏感，但对SARS-CoV-2不敏感。

在首次成功制造出蝙蝠类器官后，研究人员现在想要在其他果蝠器官，如肺、肝和肾上重复他们的技巧。然后，研究人员将用高致病性病毒感染大量的蝙蝠“体内”，详细分析它们的基因表达(打开和关闭基因)，从而能够阐明为什么蝙蝠能够在不生病的情况下宿主这些病原体的机制。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

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

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。