SARS-CoV-2主要通过非经典途径感染人原代细胞滋养层细胞

SARS-CoV-2 infects human primary cytotrophoblasts mainly through a non-canonical entry route

作者信息Hélène Pinatel, Marie-Eve Brien, Mathilde Broquière, Marie-Pier Scott-Boyer, Arnaud Droit, Sylvie Girard, Géraldine Delbès, Laurent Chatel-Chaix, Cathy Vaillancourt
PMID41755626
发布时间2026-02
DOI10.1093/molehr/gaag015

实验完整度

高

实验包含多个独立证据层级:原代细胞、细胞系模型、药物处理、RT-qPCR、空斑实验、免疫荧光、RNA-seq,并有功能验证和机制验证。

主要模型

人原代绒毛细胞滋养层细胞(vCTBs) JEG-3细胞系 BeWo细胞系 HIPEC-65细胞系

重点核对

病毒株:PreVOC(B.1, D614G)、Alpha(B.1.1.7)、Beta(B.1.351)、Delta(B.1.617.2) 感染剂量:MOI=1,感染2-3小时 药物处理:20 μM甲磺酸卡莫司他或20 μM磷酸氯喹,感染前预处理1小时 检测时间点:24、48、72小时感染后 样本来源:足月胎盘、无并发症妊娠,产妇知情同意

摘要

自COVID-19大流行开始以来,孕妇等弱势人群出现严重症状和不良结局的风险更高。尽管关于SARS-CoV-2垂直传播的报道仍然很少,但多项研究表明,孕期母体感染可诱导胎盘的组织形态学和炎症改变。然而,人类滋养层细胞对不同病毒变异的易感性仍缺乏特征描述。在本研究中,从足月胎盘中分离的人原代绒毛细胞滋养层细胞,以及滋养层细胞系BeWo、JEG-3和HIPEC-65,被感染了2020年初在全球传播的SARS-CoV-2祖先株。通过定量RT-PCR、病毒蛋白核衣壳的免疫染色和空斑实验评估易感性。为了研究病毒进入途径,细胞用甲磺酸卡莫司他(TMPRSS2共进入因子抑制剂)或磷酸氯喹(内体进入抑制剂)处理,并通过空斑实验评估病毒适合度。还测试了原代绒毛细胞滋养层细胞和JEG-3细胞对三种前奥密克戎SARS-CoV-2关切变异的感染。我们的结果表明,原代绒毛细胞滋养层细胞在体外对所有测试的SARS-CoV-2毒株均易感。祖先株的感染主要依赖于非经典的内体进入途径。值得注意的是,JEG-3细胞作为研究SARS-CoV-2感染滋养层细胞的合适且方便的模型,因为它们对祖先株表现出高易感性,并且SARS-CoV-2进入途径与绒毛细胞滋养层细胞相似。总体而言,这项研究揭示了细胞滋养层细胞对SARS-CoV-2的易感性取决于病毒的遗传特性,并为其在人类滋养层细胞中的进入途径提供了新的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
人滋养层细胞对SARS-CoV-2不同变异株的易感性如何,以及病毒进入这些细胞的途径是什么?
核心机制
SARS-CoV-2祖先株主要通过非经典内体途径进入人原代绒毛细胞滋养层细胞,依赖内体蛋白酶CTSL而非TMPRSS2,同时也可利用经典TMPRSS2途径作为替代。
主要证据
使用原代vCTBs和JEG-3细胞感染实验,通过RT-qPCR、空斑实验、免疫荧光检测病毒复制,并使用Camostat mesylate和chloroquine phosphate抑制实验证明内体途径主要参与。
研究意义
研究首次表明JEG-3细胞可作为研究SARS-CoV-2感染滋养层细胞的合适且经济的模型,并为病毒在胎盘细胞中的进入途径提供了新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

原代细胞分离与培养

获得人原代绒毛细胞滋养层细胞,用于感染实验

从足月胎盘分离vCTBs,使用胰蛋白酶-DNase消化和Percoll梯度纯化,并通过阴性选择去除HLA阳性细胞。

2

病毒感染

评估vCTBs对SARS-CoV-2的易感性

用SARS-CoV-2 PreVOC株以MOI=1感染vCTBs,在24、48、72小时收样,通过RT-qPCR、空斑实验和免疫荧光检测病毒复制。

3

细胞系感染比较

评估不同滋养层细胞系对SARS-CoV-2的易感性,寻找合适的模型

将BeWo、JEG-3、HIPEC-65细胞感染PreVOC株,通过RT-qPCR和空斑实验检测病毒复制。

4

病毒进入途径分析

确定SARS-CoV-2进入滋养层细胞的途径

用Camostat mesylate(TMPRSS2抑制剂)或chloroquine phosphate(内体途径抑制剂)预处理细胞,然后感染病毒,通过空斑实验检测病毒产量。

5

变异株感染比较

评估不同SARS-CoV-2变异株对滋养层细胞的感染效率

用Alpha、Beta、Delta变异株感染JEG-3细胞和vCTBs,通过RT-qPCR和空斑实验检测病毒复制。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

细胞培养与模型建立
病毒进入途径分析
细胞活力检测

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM高糖培养基Thermo Fisher Scientific10564011
胎牛血清Thermo Fisher Scientific12484-028
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific15140122
TrypLE Express消化液Thermo Fisher Scientific12604-021
EMEM培养基Wisent Inc.320-005-CL
HEPES缓冲液Thermo Fisher Scientific15630-080
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific11965-092
非必需氨基酸Thermo Fisher Scientific11140-050
胎牛血清Wisent Inc.098150
DMEM/Ham's F-12培养基Wisent Inc.319-085-CL
RNeasy Mini试剂盒QIAGEN74106
QIAshredder试剂盒QIAGEN79656
RNAlater保存液Sigma-AldrichR0901
β-巯基乙醇----
BeadBug组织研磨器Benchmark ScientificD1030
预装石榴石碎片和锆珠的研磨管Benchmark ScientificD1033-30G
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad1708891
SsoAdvanced通用SYBR Green SupermixBio-Rad1725274
TaqPath 1-Step多重预混液(无ROX)Thermo Fisher ScientificA28523
SYBR Safe核酸染料Thermo Fisher ScientificS33102
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
NanoDrop Lite分光光度计Thermo Fisher Scientific--
羧甲基纤维素Sigma-Aldrich21902
甲醛Thermo Fisher ScientificBP531500
结晶紫----
抗核衣壳蛋白抗体Sino Biologicals40143-MM05
Alexa Fluor 488标记的山羊抗鼠IgG二抗Thermo Fisher ScientificA21202
DAPI染色液Thermo Fisher ScientificD1306
Fluoromount G封片剂SouthernBiotech0100-01
Triton X-100----
山羊血清----
牛血清白蛋白----
LSM980共聚焦显微镜Zeiss--
甲磺酸卡莫司他Cayman Chemical16018
磷酸氯喹Cayman Chemical14194
奈玛特韦MedChemExpressHY-138687
瑞德西韦Key OrganicsDT-0049
CellTiter-Glo发光法细胞活力检测试剂盒PromegaG7571
Spark多功能酶标仪Tecan--
抗HLA-ABC抗体Thermo Fisher Scientific14-9983-82
偶联二抗的微珠Miltenyi Biotec130-048-4
Illumina NovaSeq测序平台Illumina--
VeroE6细胞ATCCCRL-1586

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
原代vCTBs分离与培养
胎盘来源(无并发症足月妊娠)、分离方法(胰蛋白酶-DNase消化和Percoll梯度)、培养条件(DMEM高糖、10% FBS、5% CO2、37°C)、细胞接种密度
阅读提示:Materials and methods: Isolation of human primary vCTBs
病毒感染
病毒株(PreVOC、Alpha、Beta、Delta)、MOI(1)、感染时间(2-3小时)、检测时间点(24、48、72 hpi)
阅读提示:Materials and methods: SARS-CoV-2 infection; Results: Primary villous trophoblasts are permissive to SARS-CoV-2
病毒进入途径分析
药物浓度(20 μM)、预处理时间(1小时)、对照处理(0.1% DMSO或PBS)、感染后药物维持时间
阅读提示:Materials and methods: Drug tests; Results: SARS-CoV-2 enters trophoblastic cells via multiple pathways
细胞系感染
细胞系种类(BeWo、JEG-3、HIPEC-65)、接种密度、培养基、MOI
阅读提示:Materials and methods: Cell lines culture; Results: SARS-CoV-2 permissiveness diverges among trophoblastic cell lines
基因表达分析
RNA-seq分析的胎盘样本数量(26例)、RT-qPCR检测的基因(ACE2、TMPRSS2、NRP1、SCARB1、CTSL)、参考基因(YWHAZ、SDHA)
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction, RT-qPCR, mRNA sequencing; Results: Viral entry factor expression differs among the trophoblastic cell lines