Enterovirus A71의 기계감응성 압출

자연 미생물학 8권, 629~639페이지(2023)이 기사 인용

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엔테로바이러스 A71은 전신 감염 시 심각한 질병을 일으키며, 때로는 생명을 위협하는 신경 기능 장애를 초래하기도 합니다. 그러나 대부분의 경우 감염은 증상이 없으며 바이러스가 전파를 위해 증폭되는 위장관으로 제한됩니다. Picornaviruses는 이전에 세포 용해 또는 소포 분비를 통해 감염된 세포에서 빠져나가는 것으로 나타났습니다. 여기에서 우리는 공초점 현미경으로 관찰한 바와 같이 전체 Enterovirus A71에 감염된 세포가 분화된 인간 결장 오르가노이드의 꼭대기 표면에서 특이적으로 압출된다는 것을 보고합니다. 화학 물질 및 펩타이드 억제제에 대한 차등 민감도는 바이러스 감염 세포의 압출이 세포 사멸 세포 사멸보다는 기계 민감성 이온 채널을 통한 힘 감지에 의존한다는 것을 입증했습니다. 분리되어 접종원으로 사용되면 온전한 바이러스가 포함된 압출 세포가 새로운 감염을 일으킬 수 있습니다. 대조적으로, 기계적 힘 감지가 억제되면 다량의 유리 바이러스가 방출됩니다. 따라서 손상되지 않은 상피 조직에서 살아있는 바이러스 감염 세포를 추출하는 것은 숙주 조직의 완전성과 숙주 내 및 숙주 사이에서 이 대변-구강 병원체의 확산을 보호하는 데 도움이 될 것 같습니다.

자손 바이러스가 감염된 세포나 조직을 어떻게 떠나는지에 대한 질문은 감염된 숙주 전체와 숙주 사이의 바이러스 확산을 이해하는 데 필수적입니다. 수십 년 동안 피코나바이러스는 외피가 없거나 '알몸' 바이러스로서 감염된 세포의 극적인 파열을 통해 엄격하게 용해적으로 전염되는 것으로 생각되었습니다. 표준 조직 배양 세포주에서 피코나바이러스의 용해성 방출로 인해 비리온이 광범위하게 분산되어 후속 감염 라운드가 시작됩니다. 그러나 여러 피코르나바이러스에 대해 비용해성 확산이 입증되었으며, 그 동안 바이러스는 세포외 소포 내에 숨어 있는 온전한 세포로부터의 방출을 촉진하기 위해 세포내 막을 적절하게 활용합니다. 이 전송 전략의 한 가지 결과는 단일 바이러스 입자의 분산 확산 대신 바이러스가 막 패킷 내에서 일괄적으로 전송된다는 것입니다.

상피 오르가노이드 모델은 병원성 모욕에 대한 조직 특이적 반응을 검사하는 흥미로운 도구입니다6,7. 성체줄기세포 유래 3D 구형 오가노이드는 분화되어 천연 조직에 존재하는 세포 유형의 다양성을 요약할 수 있습니다8. 오가노이드는 일반적으로 내부 내강 구획을 향한 정점 표면으로 성장합니다. Enterovirus A71(EV-A71)의 정점 접근을 허용하기 위해 기계적으로 전단된 2D 편광 단층 또는 오르가노이드가 위장 상피9,10,11의 EV-A71 감염을 모델링하는 데 사용되었습니다. 최근에는 상피 무결성을 보존하면서 위장 상피의 정점 표면을 장내 병원균에 직접 제시하기 위해 오르가노이드 토폴로지를 반전시키는 방법이 개발되었습니다. 이 기사에서는 이러한 정점 아웃 오가노이드를 사용하여 EV-A71에 의한 상피 세포의 감염과 이 조직에서 바이러스 확산의 후속 메커니즘을 모니터링합니다.

우리는 상피 장벽 무결성이 유지되는 EV-A71 감염의 모델로 정점 외부 위장 상피 오르가노이드를 사용하는 데 관심이 있었습니다. 우리는 EV-A71 전염을 더 잘 이해하기 위해 결장과 감염된 숙주의 바이러스 출구가 가깝기 때문에 결장 조직(콜로노이드)에서 파생된 오가노이드를 사용하기로 결정했습니다. 성인 인간 선와 조직에서 유래된 콜로노이드는 WNT 및 R-스폰딘을 포함한 줄기 인자가 있는 기저막 지지체에서 성장하여 기저측 표면이 바깥쪽을 향하고 내강, 정점 표면이 안쪽을 향하는 줄기 세포의 회전 타원체를 생성했습니다. 감염 5일 전, 콜로노이드를 기저막 스캐폴드에서 제거하고 매트릭스가 없는 상태에서 현탁 배양에 보관하여 오가노이드 토폴로지의 반전을 유도하여 정점 표면이 오가노이드 외부(첨단-아웃)에 있도록 했습니다. 동시에 세포분화를 유도하는 배지를 적용하였다. 이러한 정점에 있는 인간 콜로노이드에서 우리는 액틴 세포골격과 EV-A71 수용체 SCARB2의 구성을 모니터링했습니다(그림 1a). 잘 분화되고 극성화된 콜로노이드의 정점 표면에는 브러시 테두리 미세융모가 포함되어 있으며 F-액틴 염색으로 두껍고 액틴이 풍부한 층으로 쉽게 식별할 수 있습니다. SCARB2는 극성 단층의 정점 표면으로 순환하는 필수 리소좀 막 단백질이며 이러한 정점-아웃 콜로노이드에서 풍부하게 발현되었습니다(그림 1a).