Nat Neur：新冠病毒可穿过血脑屏障进入大脑 脑雾疲乏呼难

邓文龙

Nat Neurosci：新研究表明新冠病毒可以穿过血脑屏障进入大脑

脑雾、疲乏 呼吸困难  

2020-12-19 14:49

2020年12月19日讯/生物谷BIOON/---越来越多的证据表明，COVID-19患者的认知能力受到影响，如脑雾和疲乏。科学家们也发现了其中的原因。SARS-CoV-2病毒和之前的许多病毒一样，对大脑是个坏消息。

在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学医学院等研究机构的研究人员发现SARS-CoV-2的刺突蛋白可以穿过小鼠的血脑屏障。这强有力地表明导致COVID-19的冠状状病毒SARS-CoV-2可以进入大脑。相关研究结果于2020年12月16日在线发表在Nature Neuroscience期刊上，论文标题为“The S1 protein of SARS-CoV-2 crosses the blood–brain barrier in mice”。

S1蛋白被所有的大脑区域均匀摄取，图片来自Nature Neuroscience, 2020, doi:10.1038/s41593-020-00771-8。

这种通常称为S1蛋白的刺突蛋白决定了SARS-CoV-2可以进入哪些细胞。论文通讯作者、华盛顿大学医学院医学教授William A. Banks说，通常情况下，这种病毒与它的结合蛋白做同样的事情。Banks说，像S1这样的结合蛋白通常本身就会造成损害，这是因为它们从这种病毒上脱离下来并引起炎症。他说，“S1蛋白很可能导致大脑释放细胞因子和炎症产物。”

在科学界，SARS-CoV-2感染引起的强烈炎症被称为细胞因子风暴。免疫系统看到一种病毒及其蛋白后，会过度反应以试图杀死入侵的病毒。感染者会出现脑雾、疲乏和其他认知问题。

Banks和他的团队在HIV病毒中观察到了这种反应，想看看SARS CoV-2是否也有同样的情况。

Banks说，SARS-CoV2中的S1蛋白和HIV-1中的gp 120蛋白功能相似。它们都是糖蛋白--表面上有很多糖的蛋白，可与宿主细胞上的受体结合。这两种蛋白通过抓住相对应的宿主受体，作为病毒的“手臂”和“手”发挥作用。这两者都能穿过血脑屏障，而且像gp120一样，S1蛋白很可能对脑组织有毒性。

Banks说，“这似曾相识。”他在HIV-1、gp120和血脑屏障方面做了大量的研究工作。

Banks的实验室研究阿尔茨海默病、肥胖症、糖尿病和HIV患者中的血脑屏障。但是，他们把他们的研究工作搁置起来，该实验室的15个人从4月份开启了对S1蛋白的研究。他们找来了长期合作者、俄勒冈健康与科学大学的Jacob Raber教授及其团队来合作。

这项研究可能了解释COVID-19的许多并发症。Banks说，“我们知道，当你被SARS-CoV-2感染时，你会有呼吸困难，这是因为你的肺部受到感染，但另外一个解释是这种病毒进入大脑的呼吸中枢，并在那里造成问题。”

Raber说，在他们的实验中，S1蛋白的转运速度在雄性小鼠的嗅球和肾脏中比雌性小鼠更快。这一观察结果可能与男性更容易出现更严重的COVID-19结果有关。

对于那些对这种病毒掉以轻心的人，Banks有话要说，“SARS-CoV-2病毒的许多影响可能会因为这种病毒进入大脑而加重或延续，这些影响可能会持续很长时间。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Elizabeth M. Rhea et al. The S1 protein of SARS-CoV-2 crosses the blood–brain barrier in mice. Nature Neuroscience, 2020, doi:10.1038/s41593-020-00771-8.
https://www.nature.com/articles/s41593-020-00771-8

2.Research strongly suggests COVID-19 virus enters the brain
https://newsroom.uw.edu/news/res ... -virus-enters-brain

http://news.bioon.com/article/6782223.html



(谷歌翻译：)

自然神经科学
文章
发布时间： 2020年12月16日
SARS-CoV-2的S1蛋白穿过小鼠的血脑屏障

主要
严重急性呼吸综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）导致2019年冠状病毒病（COVID-19）大流行。除肺炎和急性呼吸窘迫外，COVID-19还与许多与中枢神经系统有关的症状有关，包括味觉和嗅觉丧失，头痛，抽搐，癫痫发作，精神错乱，视力障碍，神经痛，头晕，意识障碍，恶心和呕吐，偏瘫，共济失调，中风和脑出血1，2。据推测，COVID-19的某些症状可能是由于病毒对中枢神经系统的直接作用所致。例如，呼吸道症状可能是部分原因是由于SARS-COV-2入侵大脑的呼吸中枢1，3。脑炎也有报道在COVID-19，并可能是病毒或病毒蛋白的结果已经进入脑部4，5。SARS-CoV-2 mRNA已从脑脊液中回收4，表明它可以穿过血脑屏障（BBB）。其他冠状，包括密切相关的SARS病毒引起2003-2004爆发，都能够穿过BBB 6，7，8，和SARS-CoV的-2可在一个模型BrainSphere感染神经元9。但是，SARS-CoV-2可以诱导CNS发生变化而无需直接穿过BBB，因为COVID-19与细胞因子风暴有关，许多细胞因子穿过BBB影响CNS功能10。

在这里，我们评估了SARS-CoV-2的一种病毒蛋白，即刺突1蛋白（S1）是否可以穿过BBB。这个问题很重要，在临床上有两个原因。第一，一些蛋白质免受病毒脱落已经显示出穿过BBB，诱导的神经炎症和损害，否则CNS功能11，12，13，14，15，16，17。第二，与细胞结合的病毒蛋白可用于模拟病毒的活性。换句话说，如果病毒结合蛋白穿过BBB，它是可能的蛋白使病毒穿过BBB，以及18，19。S1是SARS-CoV-2的结合蛋白（ref。20）; 它结合于血管紧张素转化酶2（ACE2） 21，22，23和可能的其它蛋白，以及。

https://www.nature.com/articles/s41593-020-00771-8



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SARS-CoV-2的S1蛋白穿过小鼠的血脑屏障

主要

严重急性呼吸综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）导致2019年冠状病毒病（COVID-19）大流行。除肺炎和急性呼吸窘迫外，COVID-19还与许多与中枢神经系统有关的症状有关，包括味觉和嗅觉丧失，头痛，抽搐，癫痫发作，精神错乱，视力障碍，神经痛，头晕，意识障碍，恶心和呕吐，偏瘫，共济失调，中风和脑出血1，2。据推测，COVID-19的某些症状可能是由于病毒对中枢神经系统的直接作用所致。例如，呼吸道症状可能是部分原因是由于SARS-COV-2入侵大脑的呼吸中枢1，3。脑炎也有报道在COVID-19，并可能是病毒或病毒蛋白的结果已经进入脑部4，5。SARS-CoV-2 mRNA已从脑脊液中回收4，表明它可以穿过血脑屏障（BBB）。其他冠状，包括密切相关的SARS病毒引起2003-2004爆发，都能够穿过BBB 6，7，8，和SARS-CoV的-2可在一个模型BrainSphere感染神经元9。但是，SARS-CoV-2可以诱导CNS发生变化而无需直接穿过BBB，因为COVID-19与细胞因子风暴有关，许多细胞因子穿过BBB影响CNS功能10。

在这里，我们评估了SARS-CoV-2的一种病毒蛋白，即刺突1蛋白（S1）是否可以穿过血脑屏障。这个问题很重要，在临床上有两个原因。第一，一些蛋白质免受病毒脱落已经显示出穿过BBB，诱导的神经炎症和损害，否则CNS功能11，12，13，14，15，16，17。第二，与细胞结合的病毒蛋白可用于模拟病毒的活性。换句话说，如果病毒结合蛋白穿过BBB，它是可能的蛋白使病毒穿过BBB，以及18，19。S1是SARS-CoV-2的结合蛋白（ref。20）; 它结合于血管紧张素转化酶2（ACE2） 21，22，23和可能的其它蛋白，以及。

在这项研究中，我们显示I-S1可以轻易越过鼠BBB，进入脑的实质组织，并在较小程度上被脑内皮细胞隔离，并与脑毛细血管糖萼有关。我们描述静脉注射（iv）和鼻内给药后I-S1进入大脑的速率，确定其在11个不同大脑区域的摄取量，检查炎症，APOE基因型和性别对I-S1运输的影响，并比较I-S1从大脑摄取到从肝，肾，脾和肺摄取。基于糖蛋白WGA的实验，我们发现I-S1的脑进入可能涉及吸附性胞吞作用的囊泡依赖性机制。

原文：

https://www.nature.com/articles/s41593-020-00771-8