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2篇Nature子刊探討:為何新冠肺炎對老人影響比年輕人更大?
隨著年齡的增長,我們的肺部組織會變硬,而這正是SARS-CoV-2可能利用的一種現(xiàn)象。Caroline Uhler和 G. V. Shivashankar概述了他們的假設。

新型冠狀病毒SARS-CoV-2可感染年輕人和老年人。但更嚴重的病例和更高的死亡率出現(xiàn)在老年人中。這其中的原因目前尚不清楚。一些科學家們推測,這可能與老年人的免疫系統(tǒng)減弱有關--確實,老年人更容易感染許多傳染病。

冠狀病毒在細胞中的復制。右邊是完整的病毒。圖片來自David S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank; doi: 10.2210/rcsb_pdb/goodsell-gallery-023。

然而,可能還有其他的解釋。隨著年齡的增長,我們身體內細胞的結構、機械性能和功能都會發(fā)生變化??梢韵胂螅琒ARS-CoV-2可以利用這些條件,在老年人的細胞中更好地增殖,從而導致更嚴重的疾病進展。在我們看來,這個假說值得進一步的密切研究。如果我們能夠確定病毒在老年人細胞中的確切行為方式,那么我們就能知道利用藥物靶向哪些細胞功能。這些信息可能對尋找抵抗COVID-19的藥物至關重要。

隨著年齡的增長,肺部組織會變硬

當SARS-CoV-2感染人體時,它首先攻擊呼吸道的粘膜細胞。一旦進入細胞內,這種病毒就會劫持細胞過程,產生大量的新病毒,最終從細胞中釋放出來,并感染下一個細胞,或者通過感染者打噴嚏或咳嗽產生的飛沫感染其他人。雖然SARS-CoV-2已被觀察到入侵年輕人和老年人的細胞,但結果往往是不同的。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢?

眾所周知,肺部和呼吸道組織會隨著年齡的增長而變硬。這部分上是由于這些器官的結締組織細胞隨著年齡的增長,會在組織中沉積更多的蛋白纖維。這種變硬接著會影響了粘膜細胞內部的機械性能和過程,甚至影響到對細胞功能的遺傳控制。近年來,我們已經證明了機械性能與細胞功能之間的聯(lián)系。

圖片來自Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2020, doi:10.1038/s41580-020-0242-z。

鑒于SARS-CoV-2依賴于宿主細胞的功能進行增殖,而且這些功能又依賴于細胞的機械性能,我們推測老年人的細胞機械性能和功能可能有利于這種病毒的增殖。如今,可通過活組織檢查或細胞培養(yǎng)實驗來確定情況是否確實如此。

密切關注行為

我們的推理也表明在尋求抗擊COVID-19的藥物的過程中,應該把更多的精力放在哪里。研究重點之一是阻斷病毒進入細胞的進程??茖W家們目前正在努力開發(fā)抑制劑,以阻止病毒通過這種方式感染細胞。考慮到我們的假設,以及在癥狀較重患者中SARS-CoV-2進入細胞的過程與那些癥狀輕微的患者相似,對藥物的探索也應當包括與冠狀病毒復制和細胞的機械性能相關的抑制劑。

我們計劃開發(fā)體外模型和機器學習方法,這將非常適合測試小分子藥物的有效性,包括已批準的可重新利用的藥物和新開發(fā)的藥物。對SARS-CoV-2的研究不僅要關注這種病毒本身,還要關注這種病毒在年輕人和老年人細胞中的行為方式。我們不僅要研究這些細胞之間的基因組差異,還要研究它們的機制差異。


參考資料:

1.Caroline Uhler et al. Mechano-genomic regulation of coronaviruses and its interplay with ageing. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2020, doi:10.1038/s41580-020-0242-z.

2.Caroline Uhler et al. Regulation of genome organization and gene expression by nuclear mechanotransduction. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2020, doi:10.1038/nrm.2017.101.

3.Why does COVID-19 affect old people more than young people?
https://medicalxpress.com/news/2020-04-covid-affect-people-young.html
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