SARS-CoV-2 感染加重患有心血管疾病和糖尿病的小鼠疾病表型

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情肆虐全球,已对全球人类健康造成严重威胁。 患有基础性疾病的病人在感染新冠后表现出更强的致病性和更高的致死率,但具体原因并不清楚。

中国医学科学院医学实验动物研究所基因工程技术课题组、病理课题组和感染性疾病课题组的研究人员,通过构建携带人源ACE2 的腺病毒,结合已有的心肌病小鼠模型和糖尿病小鼠模型,快速建立新冠病毒感染的共病小鼠模型,研究已有基础性疾病对新冠病毒感染的影响和机制。

研究使用了阿霉素诱导的心肌病小鼠模型、CTnTR141w 心肌病转基因小鼠模型和ob/ob 糖尿病小鼠模型,在利用携带人源ACE2 的腺病毒感染小鼠肺部5 天后,感染SARS-CoV-2,观察小鼠的体重变化、病毒载量,肺组织病理等。 结果发现,相对于对照小鼠,具有基础性疾病的小鼠在感染SARS-CoV-2 后,表现出更严重的肺炎和肺组织病理学改变。

在心肌病共病小鼠模型中,心肌损伤相关标志物表达显著上调,心肌组织表现出更严重的组织学损伤表型,包括心肌纤维化程度、心肌纤维以及神经纤维断裂等。 并40%的感染心肌病共病小鼠心肌组织中可检测到新冠病毒存在。 对SARS-CoV-2 感染引起的病理改变的信号机制分析,检测到ROS 累积以及线粒体介导的凋亡信号的激活可能诱发了心肌损伤的加剧。

在糖尿病小鼠模型中,检测到感染SARS-CoV-2 后,空腹血糖升高,胰岛素应答受损,并且共病小鼠表现出骨质疏松表型,通过信号机制分析,这可能是PI3K/AKT/mTOR 信号途径受损所致。

综上,该研究建立了三种心肌病、糖尿病感染SARS-CoV-2 的共病小鼠模型,为基础性疾病感染SARSCoV-2 后的病理进程和机制研究提供了动物模型。 该工作受到了国家自然科学基金、传染病重大专项、医科院创新工程以及北京市自然基金项目的支持。

该研究成果发表于《动物模型与实验医学(英文)》期刊(Animal Model &Experimental Medicine,2021,4:2-15)。