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皮膚類器官（skin organoids）為正在進(jìn)行的抗擊猴痘病毒（mpox virus）的藥物研發(fā)提供了一個強(qiáng)大的平臺。一種在實驗室中研究猴痘病毒感染的新模型系統(tǒng)為了解這種病毒攻擊皮膚細(xì)胞的機(jī)制提供了有價值的見解，為發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新性藥物來對抗這種新出現(xiàn)的病原體提供了潛在的催化劑。

來自荷蘭伊拉斯姆斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)的研究人員證實實驗室培養(yǎng)的人類皮膚---干細(xì)胞衍生的稱為皮膚類器官的三維結(jié)構(gòu)---能夠有效促進(jìn)猴痘病毒的積極復(fù)制。相關(guān)研究結(jié)果于2023年10月12日在線發(fā)表在Nature Microbiology期刊上，論文標(biāo)題為“Mpox virus infection and drug treatment modelled in human skin organoids”。

論文共同作者、阿卜杜拉國王科技大學(xué)生物信息學(xué)學(xué)者Intikhab Alam說，“科學(xué)家們?nèi)缃窨梢岳眠@種模型來研究猴痘病毒如何致病，并測試新的治療方法。”

感染了猴痘病毒的人通常會出現(xiàn)皮疹和皮膚損傷，通常會導(dǎo)致疤痕和毀容。如今這些實驗室培育的皮膚類器官有助于說明其中的原因。

這些作者報告了猴痘病毒在角質(zhì)細(xì)胞---皮膚外層的主要細(xì)胞類型--中的駐留情況。在那里，這種病毒進(jìn)行了四個步驟的組裝，他們能夠在高倍顯微鏡下觀察到這一過程。他們進(jìn)行的基因表達(dá)分析表明，許多病毒基因在感染后幾天內(nèi)被激活。這種激活反過來又似乎誘導(dǎo)宿主細(xì)胞發(fā)生變化，導(dǎo)致與免疫和細(xì)胞死亡有關(guān)的多個人類基因的活性發(fā)生改變。這些基因的改變很可能會損害皮膚的保護(hù)屏障，從而導(dǎo)致感染者身上出現(xiàn)特征性病變。

使用一種名為特考韋瑞（tecovirimat）的抗病毒藥物可以逆轉(zhuǎn)他們所觀察到的影響。在受到猴痘病毒感染的皮膚類器官中，這種藥物被證明在阻止病毒復(fù)制和破壞宿主細(xì)胞方面非常有效。

圖片來自Nature Microbiology, 2023, doi:10.1038/s41564-023-01489-6。

這些發(fā)現(xiàn)驗證了特考韋瑞抑制猴痘病毒的潛力，這種藥物已被批準(zhǔn)用于治療相關(guān)的天花病毒感染。這些發(fā)現(xiàn)還強(qiáng)調(diào)了這種類器官系統(tǒng)作為一個多功能平臺的潛力，用于篩選具有類似特性的新型化合物。

值得注意的是，猴痘病毒的影響超出了與皮膚相關(guān)的問題。在嚴(yán)重的病例中，這種病毒會對內(nèi)臟器官造成嚴(yán)重破壞。科學(xué)家們之前開發(fā)了一種腎臟類器官系統(tǒng)，用于研究腎臟組織中的 猴痘病毒感染（Cell Discovery, 2023, doi:10.1038/s41421-023-00545-z）。其他人也對結(jié)腸和大腦類器官中的猴痘病毒動態(tài)變化進(jìn)行了研究。

論文共同作者、阿卜杜拉國王科技大學(xué)的Roberto Incitti說，“這些研究通過模擬不同組織中的猴痘病毒感染和不同類型的疾病表現(xiàn)，相互補(bǔ)充。”

Incitti說，“總體來說，在類器官模型方面所做的努力如今正在擴(kuò)展到其他病毒感染系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)“有助于應(yīng)對當(dāng)前的猴痘病毒疫情，并加強(qiáng)未來的大流行準(zhǔn)備工作”。