摘要：在我们的生活中，蝙蝠常常被误解和忽视，但实际上它们在生态系统中扮演着重要的角色。然而，蝙蝠也因其携带多种病毒而受到关注，这些病毒在人类中可能引发严重的疾病，如SARS、埃博拉和尼帕病毒等。尽管如此，蝙蝠自身却很少因这些病毒而生病，这背后隐藏着什么秘密呢？最近，
在我们的生活中，蝙蝠常常被误解和忽视，但实际上它们在生态系统中扮演着重要的角色。然而，蝙蝠也因其携带多种病毒而受到关注，这些病毒在人类中可能引发严重的疾病，如SARS、埃博拉和尼帕病毒等。尽管如此，蝙蝠自身却很少因这些病毒而生病，这背后隐藏着什么秘密呢？最近，科学家们通过建立蝙蝠肺类器官模型，揭开了这一谜团的一角。该模型不仅能够模拟蝙蝠肺部的结构和功能，还为研究蝙蝠如何抵抗病毒提供了新的视角。让我们一起走进这个神奇的科学世界，探索蝙蝠与病毒之间的奇妙关系。
文章介绍
题目：建立蝙蝠肺类器官培养模型研究蝙蝠源性传染病
杂志：Scientific Reports
影响因子：IF=3.8
发表时间：2025年2月
#1
研究背景
Background
蝙蝠是多种重要病原体的自然宿主，包括SARS-CoV、SARS-CoV-2、埃博拉病毒和尼帕病毒等，这些病毒在人类和动物中引起严重疾病，但在蝙蝠中通常不引起明显临床症状。现有研究主要依赖蝙蝠衍生的细胞系和原代培养细胞，但这些模型不能完全反映蝙蝠的生物学特性。近年来，类器官培养技术的发展为研究器官结构、功能和疾病提供了新途径。尽管已有研究建立了蝙蝠肠道类器官，但关于蝙蝠肺类器官的研究和其对病毒的易感性评估的报道较少。
本研究旨在建立一种能够模拟蝙蝠肺组织结构和功能的类器官模型，以深入研究蝙蝠对病毒的易感性和耐受性机制，特别是针对SARS-CoV-2等冠状病毒。此外，该模型还可用于分离和研究其他具有高人畜共患病潜力的蝙蝠病原体，为未来的传染病研究和防控提供新工具和平台。
#2
研究思路
Methods
研究团队从自然死亡的6只成年果蝠中获取肺组织，通过消化、分离和培养，成功建立了蝙蝠肺类器官（BLO）。这些类器官在Matrigel中培养，并使用干细胞促进培养基进行维持。通过单细胞RNA测序和免疫荧光染色等技术，研究者分析了BLO的细胞组成和功能。
#3
研究结果
Results
1. 生成BLO
研究从6只自然死亡的动物园蝙蝠的肺组织中收集样本，成功制造了BLO。这些类器官能够成功生成、传代，并模拟蝙蝠肺上皮的多细胞结构。BLO在组织学上重现了原始组织的特征，透射电镜观察显示其超微结构形态与肺组织相似。BLO由极化的假分层气道上皮组成，包含基底细胞、分泌细胞和微绒毛细胞（图1）。
图1
2. 不同培养基对BLO生长的影响
研究筛选了适合BLO生长的培养基，测试了多种补充剂（Wnt 3a、Noggin、R-spondin、EGF、FGF2、FGF7、FGF10、IGF和TGF-α）对BLO生长和增殖率的影响。结果表明，TGF-α、EGF、WNR和FGF7对BLO的生长和增殖有显著促进作用，而其他补充剂与对照组相比无显著影响。基于这些发现，确定了BLO的必需补充剂组合（WNR+EGF+FGF7+TGF-α），并将其用于培养基中以支持BLO的生长（图2）。
图2
3. BLO的细胞成分
通过免疫荧光染色，研究发现BLO和原始组织中均表达上皮细胞标志物E-cadherin、呼吸杯状细胞标志物MUC5AC、气道基底细胞标志物CK5和肺细胞标志物SFTPC，但未检测到Clara细胞标志物SCGB1A1。这表明BLO重现了蝙蝠肺组织的大部分细胞成分。研究还分析了新型冠状病毒进入细胞所需的ACE2受体和TMPRSS2蛋白酶在BLO中的表达水平。结果显示，ACE2在BLO的顶表面和肺组织的肺泡细胞上均有明显表达，TMPRSS2在基底表面和多个位点表达。这些结果表明BLO具有分析SARS-CoV-2感染的潜力（图3）。
图3
4. 肺泡2型细胞（AT2）的分离
AT2细胞负责产生和分泌肺表面活性剂，维持肺泡内稳态。研究证实BLO由AT2细胞（SFTPC阳性）和气道基底细胞（CK5阳性）组成。为了分离纯AT2细胞，使用AT2细胞标记物Lysotracker对BLO细胞进行分类。通过FACS排序，分离出高表达Lysotracker的AT2细胞群体。分选后的类器官呈典型管腔形状，且发光型类器官的比例显著增加。这些结果表明该模型可用于研究疾病对AT2细胞的直接影响（图4）。
图4
5. BLO对PRV的易感性
使用BLO进行病毒感染，结果显示，在整个实验过程中，BLO上清液中的Pteropine正呼肠孤病毒（PRV）基因组低于检测限，类器官中也未检测到病毒基因组。相比之下，BIO的上清液和基质液中病毒基因组水平在48小时达到峰值，分别为2.1×10^8拷贝数/mL和1.7×10^6拷贝数/mL。感染PRV的BLO细胞活力逐渐下降，72小时时为76%，与模拟感染相比，PRV感染的BIO细胞活力在72小时时为67%。尽管BLO和BIO的细胞活力下降趋势相似，但病毒传播方式存在显著差异（图5、6）。
图5
图6
小结
本研究成功地从果蝠中建立了BLO，为研究蝙蝠源性传染病提供了一个新的体外模型。这些类器官能够模拟蝙蝠肺组织的结构和功能，并且表达了冠状病毒的进入受体ACE2和TMPRSS2，使其成为研究SARS-CoV-2感染的潜在工具。此外，研究还发现BLO对Pteropine正呼肠孤病毒（PRV）没有易感性，这表明PRV可能更倾向于在蝙蝠的肠道中复制。这一发现不仅增进了我们对蝙蝠作为病毒宿主的特殊性的理解，还为未来的传染病研究和防控提供了新的方向。
参考文献
Elbadawy M, Saito N, Kato Y, Hayashi K, Abugomaa A, Kobayashi M, Yoshida T, Shibutani M, Kaneda M, Yamawaki H, Sasaki K, Usui T, Omatsu T. Establishment of a bat lung organoid culture model for studying bat-derived infectious diseases. Sci Rep. 2025 Feb 3;15(1):4035. doi: 10.1038/s41598-025-88621-0. PMID: 39900611; PMCID: PMC11791068.
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