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BioRxiv | 新格元单细胞技术助力复旦大学等单位发现2019-nCov肝损伤机制

发布时间:2020-02-04 22:30:27阅读次数:616
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2月4日晚,由上海复旦大学附属中山医院樊嘉院士、蔡加彬博士团队,复旦大学生物医学研究院蓝斐团队及新格元生物科技公司通力合作,在bioRxiv杂志上发表新型冠状病毒(2019-nCoV)研究文章,题为:Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection。本文利用肝脏组织海量单细胞测序并进行生信分析获得新发现,对新型冠状病毒的发病机制、疾病进展及治疗有新的指导意义。

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一、研究意义

新型冠状病毒自2019年12月发现以来对公众健康构成了重大威胁。不仅是一线的医疗工作者在与病毒做斗争,无数科研团队也在夜以继日,不断探索,研究病毒的感染机制及可能的防御和治疗靶点,从而彻底消灭疫情!

ACE2是严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS)的宿主细胞受体,最近也被证实介导2019-nCoV病毒的感染。有意思的是,除呼吸系统之外,相当比例的SARS和2019-nCoV感染患者有肝脏的损害,其机制和意义尚未明确。最近的流行病学研究显示,在99例新型冠状病毒患者中,43例有不同程度的肝脏功能的异常,包括ALT或者AST超出正常范围,而且其中一例肝功损害十分严重 (ALT 7590 U/L, AST 1445 U/L) 。 

 

二、主要结果

通过对数据库中已有的肝脏细胞单细胞数据进行分析,细胞分群后发现胆管细胞和肝细胞中存在特异性的ACE2表达,而免疫细胞和基质细胞未见ACE2表达。

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公共数据库中肝细胞的单细胞分析

对4名健康人的样本进行单细胞转录组测序,使用新格元GEXSCOPE单细胞测序系统,共11550个细胞被分成了16个细胞类型,这些细胞类型呈现出不同的标记基因。

研究发现,ACE2的表达显著富集于胆管细胞(占细胞总数的59.7%),并且免疫和基质细胞ACE2表达为阴性。胆管细胞中ACE的表达水平与肺泡2型细胞相当,后者是肺中主要的SARS和2019-nCoV靶向细胞类型。因此,ACE2在胆管细胞中的表达提示了2019-nCoV和SARS可能利用ACE2作为宿主细胞受体,感染和直接损伤胆管。

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健康人的肝脏细胞单细胞分析

 

三、研究结论

本文使用两个独立队列的单细胞转录组测序数据对健康人肝组织中ACE2的细胞类型特异性表达进行了无偏倚的评估,这两个独立队列,一个是发表的肝脏细胞图谱数据,另一个则是作者独立未发表的数据,两组数据都在胆管细胞中发现了ACE2特异性的表达。

结果表明,病毒可能直接与ACE2阳性胆管细胞结合,但不一定与肝细胞结合。这一发现提示SARS和2019-nCoV感染患者的肝脏异常可能不是由于肝细胞损伤,而是由于胆管细胞功能受损,及其他原因,例如药物诱导及全身炎症反应所致的肝损伤。研究结果提示,在2019-nCoV感染患者住院期间和治愈后不久,应特别注意肝脏功能的保养。

本文采用了海量单细胞测序的方法,在纷繁复杂的肝脏表达数据中锁定了胆管细胞特异表达ACE2,体现了其高度的灵敏度和精准度。其中第二组数据是采用新格元公司研发的单细胞试剂及单细胞系统进行的检测和分析,再一次验证了新格元产品的质量。 

 

四、文献链接

Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.03.931766v1

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