SARS-CoV-2 Infects the Brain Choroid Plexus and Disrupts the Blood-CSF Barrier in Human Brain Organoids.
SARS-CoV-2 Infects the Brain Choroid Plexus and Disrupts the Blood-CSF Barrier in Human Brain Organoids.
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DOI：
10.1016/j.stem.2020.10.001
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发表时间：
2020-12-03
期刊：
影响因子：
23.9
通讯作者：
Lancaster MA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pellegrini L;Albecka A;Mallery DL;Kellner MJ;Paul D;Carter AP;James LC;Lancaster MA
由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2 （SARS-CoV-2）病毒引起的2019冠状病毒病（COVID-19）可导致致命的呼吸道症状。然而，在一些患者中也观察到神经系统症状。这些并发症的原因目前尚不清楚。在这里，我们使用人类多能干细胞衍生的脑类器官来检查SARS-CoV-2的嗜神经性。我们发现病毒受体ACE2在成熟脉络膜丛细胞中表达丰富的脂蛋白，但在神经元或其他细胞类型中不表达。我们用SARS-CoV-2刺突假病毒和活病毒挑战类器官，以证明病毒对脉络膜丛上皮细胞的趋向性，但很少或没有感染神经元或胶质细胞。我们发现受感染的细胞是脉络膜丛上皮屏障的载脂蛋白和ace2表达细胞。最后，我们发现SARS-CoV-2感染会破坏脉络膜丛上皮，导致这一重要屏障渗漏，而这一屏障通常会阻止病原体、免疫细胞和细胞因子进入脑脊液和大脑。更成熟的产脂ChP细胞可能更容易受到SARS-CoV-2感染SARS-CoV-2可有效感染ChP，但不会感染神经元，在类器官中SARS-CoV-2感染可损伤ChP上皮，导致这一脑屏障渗漏，越来越多的报道显示COVID-19患者出现神经系统症状，但SARS-CoV-2是否可直接损伤神经元尚不清楚。兰卡斯特及其同事利用脑类器官研究病毒嗜神经性，发现SARS-CoV-2不会显著感染神经元，但会有效感染脉络膜丛，导致这一脑屏障受损。
Coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) virus, leads to respiratory symptoms that can be fatal. However, neurological symptoms have also been observed in some patients. The cause of these complications is currently unknown. Here, we use human-pluripotent-stem-cell-derived brain organoids to examine SARS-CoV-2 neurotropism. We find expression of viral receptor ACE2 in mature choroid plexus cells expressing abundant lipoproteins, but not in neurons or other cell types. We challenge organoids with SARS-CoV-2 spike pseudovirus and live virus to demonstrate viral tropism for choroid plexus epithelial cells but little to no infection of neurons or glia. We find that infected cells are apolipoprotein- and ACE2-expressing cells of the choroid plexus epithelial barrier. Finally, we show that infection with SARS-CoV-2 damages the choroid plexus epithelium, leading to leakage across this important barrier that normally prevents entry of pathogens, immune cells, and cytokines into cerebrospinal fluid and the brain. SARS-CoV-2 entry factors are expressed in choroid plexus (ChP) cells More mature lipid-producing ChP cells could be more susceptible to SARS-CoV-2 infection SARS-CoV-2 productively infects ChP, but not neurons, in organoids SARS-CoV-2 infection damages the ChP epithelium, causing leakage of this brain barrier Increasing reports show neurological symptoms in COVID-19 patients, but it is still unclear whether SARS-CoV-2 can directly damage neurons. Lancaster and colleagues investigate viral neurotropism using brain organoids and discover that SARS-CoV-2 does not significantly infect neurons but productively infects choroid plexus, leading to damage of this brain barrier.
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DOI：
10.1126/science.abd3072
发表时间：
2020-11-13
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Daly JL;Simonetti B;Klein K;Chen KE;Williamson MK;Antón-Plágaro C;Shoemark DK;Simón-Gracia L;Bauer M;Hollandi R;Greber UF;Horvath P;Sessions RB;Helenius A;Hiscox JA;Teesalu T;Matthews DA;Davidson AD;Collins BM;Cullen PJ;Yamauchi Y
通讯作者：
Yamauchi Y
影响因子：
7.7
作者：
Miller, Jeremy A.;Guillozet-Bongaarts, Angela;Lein, Ed
通讯作者：
Lein, Ed
影响因子：
64.8
作者：
Cao, Junyue;Spielmann, Malte;Shendure, Jay
通讯作者：
Shendure, Jay
影响因子：
2.6
作者：
Moldofsky H;Patcai J
通讯作者：
Patcai J
DOI：
10.1038/nrn3921
发表时间：
2015-08
期刊：
Nature reviews. Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Lun MP;Monuki ES;Lehtinen MK
通讯作者：
Lehtinen MK