코로나 바이러스 눈으로도 간다!
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2022-04-04 17:13:04
3'20" 읽기
- 코로나 바이러스는 인간 망막 세포에 영향을 미치고 그 세포에서 증식
- SARS-CoV-2에 의한 세포 감염이 염증 반응을 촉진시키는 것으로 나타나
- 소위 장기 코로나 증상이 망막의 퇴행성 질환을 포함할 수 있음을 시사
Sars-CoV-2 코로나바이러스가 폐, 심장 및 기타 기관 외에도 신경계와 심지어 뇌에도 영향을 미칠 수 있다는 것은 오랫동안 분명해졌다. 그 결과 후각 장애, 집중력 저하, 기억 장애 및 기타 증상이 나타날 수 있으며 그 중 일부는 Neuro-Covid로 인해 몇 달 동안 지속될 수 있다.
감염 모델로서의 망막 오르가노이드
어떤 경우에는 눈도 코로나 감염에 취약한 것 같다.
급성 감염 중 및 후에 시각 장애로 고통을 받은 Covid 19 환자에 대한 개별 보고가 있었다. 일부 사망자 부검에서는 안구 망막에서도 코로나 바이러스의 RNA가 검출됐다. 그러나 이들은 고립된 사례일 뿐이기 때문에 SARS-CoV-2가 인간의 망막을 감염시키고 손상시킬 수 있는지 여부와 방법은 아직 명확하지 않다.
이 질문을 조사하기 위해 막스 플랑크 분자 생물의학 연구소(Max Planck Institute for Molecular Biomedicine)의 요탐 메누친-라소브스키(Yotam Menuchin-Lasowski)와 그의 동료들은 처음으로 실험실에서 망막 오르가노이드에 대한 눈의 감염 과정을 직접 추적했다. 이들은 줄기 세포로 재프로그래밍된 인간 세포에서 성장한다. "우리의 망막 오르가노이드 시스템은 인간 망막의 해부학적으로 복잡한 구조를 놀라울 정도로 잘 재현한다"고 Yotam Menuchin-Lasowski는 말했다. 연구를 위해 연구원들은 이러한 오르가노이드를 SARS-CoV-2로 감염시키고 무슨 일이 일어났는지 관찰했다.
영향을 받는 시각 감각 세포 및 신경절
결과:
코로나 바이러스는 영양 용액에서 바이러스 역가를 증가시킴으로써 밝혀진 바와 같이 망막 오르가노이드를 감염시키고 증식할 수 있었다. "이것은 Sars-CoV-2가 인간 망막 세포에서 복제된다는 첫 번째 증거다"고 분자 바이오의학(Molecular Biomedicine)의 MPI의 공동 저자인 토마스 라우엔(Thomas Rauen)이 말했다. 연구팀은 형광 마커를 사용하여 망막의 어떤 세포가 영향을 받는지 조사했다.
분석 결과 주로 망막 오르가노이드의 두 세포층이 감염된 것으로 나타났다.
"한편으로, N-단백질로 염색된 많은 세포가 오르가노이드의 외부 핵층에 위치했다"고 Menuchin-Lasowski는 보고했다. 눈의 시각 감각 세포는 이 세포층에 있다. 그러나 훨씬 더 자주 바이러스 서명은 시각 감각 세포에서 시신경으로 자극 신호를 전송하는 스위칭 스테이션인 망막의 신경절 세포에서 발견되었다.
추가 조사에서도 SARS-CoV-2에 의한 세포 감염이 염증 반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 "망막 오르가노이드의 감염은 여러 염증 유전자의 상향 조절을 초래했다"고 밝혔다.
손상은 증상과 일치
결과는 SARS-CoV-2 코로나바이러스가 인간 망막의 시각 감각 세포와 신경절 세포 모두에 영향을 미치고 증식할 수 있음을 보여주었다. 특히 신경절 세포 침범은 신경절 세포층 손상과 시신경 부종 등 코로나19 환자들이 보고한 증상과 잘 맞아 떨어진다. 지금까지 이러한 증상이 혈관 손상과 같은 간접적인 원인일 뿐인지는 분명하지 않았다.
"우리의 현재 망막 오르가노이드 연구는 Sars-CoV-2 감염이 망막 신경절 세포에 직접적인 병리학적 결과를 초래할 수 있음을 보여준다"고 Rauen은 말한다. "Covid-19 환자에서 시각 장애가 흔하지는 않지만, 우리의 데이터는 소위 장기 코로나 증상이 망막의 퇴행성 질환을 포함할 수 있음을 시사한다.”
(Stem Cell Reports, 2022; doi:10.1016/j.stemcr .2022.02) .015)
출처: 막스 플랑크 학회
- 코로나 바이러스는 인간 망막 세포에 영향을 미치고 그 세포에서 증식
- SARS-CoV-2에 의한 세포 감염이 염증 반응을 촉진시키는 것으로 나타나
- 소위 장기 코로나 증상이 망막의 퇴행성 질환을 포함할 수 있음을 시사
코로나가 눈으로도 들어간다.
SARS-CoV-2는 인간 망막 세포에도 영향을 미칠 수 있다.
의심이 확인됨:
SARS-CoV-2 코로나바이러스는 인간 망막의 세포에 영향을 미치고 그 세포에서 증식할 수 있다. 이것은 이제 망막 오르가노이드를 사용한 감염 테스트에 의해 입증됐다. 그 안에 바이러스는 시각 감각 세포와 무엇보다 망막 신경절에 축적돼 그곳에서 증식한다. 이것은 일부 Covid-19 환자와 Long Covid 환자가 시각 장애를 겪는 이유를 설명할 수 있다.
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| ▲ 여기에서 녹색 형광 영역으로 표시된 것처럼 인간 망막의 세포도 SARS-CoV-2의 영향을 받는다. © MPI for Molecular Biomedicine/ Yotam Menuchin-Lasowski |
Sars-CoV-2 코로나바이러스가 폐, 심장 및 기타 기관 외에도 신경계와 심지어 뇌에도 영향을 미칠 수 있다는 것은 오랫동안 분명해졌다. 그 결과 후각 장애, 집중력 저하, 기억 장애 및 기타 증상이 나타날 수 있으며 그 중 일부는 Neuro-Covid로 인해 몇 달 동안 지속될 수 있다.
감염 모델로서의 망막 오르가노이드
어떤 경우에는 눈도 코로나 감염에 취약한 것 같다.
급성 감염 중 및 후에 시각 장애로 고통을 받은 Covid 19 환자에 대한 개별 보고가 있었다. 일부 사망자 부검에서는 안구 망막에서도 코로나 바이러스의 RNA가 검출됐다. 그러나 이들은 고립된 사례일 뿐이기 때문에 SARS-CoV-2가 인간의 망막을 감염시키고 손상시킬 수 있는지 여부와 방법은 아직 명확하지 않다.
이 질문을 조사하기 위해 막스 플랑크 분자 생물의학 연구소(Max Planck Institute for Molecular Biomedicine)의 요탐 메누친-라소브스키(Yotam Menuchin-Lasowski)와 그의 동료들은 처음으로 실험실에서 망막 오르가노이드에 대한 눈의 감염 과정을 직접 추적했다. 이들은 줄기 세포로 재프로그래밍된 인간 세포에서 성장한다. "우리의 망막 오르가노이드 시스템은 인간 망막의 해부학적으로 복잡한 구조를 놀라울 정도로 잘 재현한다"고 Yotam Menuchin-Lasowski는 말했다. 연구를 위해 연구원들은 이러한 오르가노이드를 SARS-CoV-2로 감염시키고 무슨 일이 일어났는지 관찰했다.
영향을 받는 시각 감각 세포 및 신경절
결과:
코로나 바이러스는 영양 용액에서 바이러스 역가를 증가시킴으로써 밝혀진 바와 같이 망막 오르가노이드를 감염시키고 증식할 수 있었다. "이것은 Sars-CoV-2가 인간 망막 세포에서 복제된다는 첫 번째 증거다"고 분자 바이오의학(Molecular Biomedicine)의 MPI의 공동 저자인 토마스 라우엔(Thomas Rauen)이 말했다. 연구팀은 형광 마커를 사용하여 망막의 어떤 세포가 영향을 받는지 조사했다.
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| ▲ 그림 1망막 오르가노이드는 SARS-CoV-2에 감염될 수 있다 (A) 분화 50일째의 망막 오르가노이드는 VSX2+(녹색) 망막 전구체 및 PAX6+(흰색)/VSX2-무축삭 및 망막 신경절 세포(RGC)를 포함하는 것으로 표시된다. (B 및 C) 분화 143일째에 오르가노이드는 AP2a+(흰색) 무축삭 및 수평 세포, CRALBP+(빨간색) 뮐러 신경교 및 OTX2+(녹색) 광수용체(B)를 포함하고 장파장 또는 중간 파장의 옵신(L/ M-OPN 흰색) 및 로돕신(RHO, 빨간색)(C). (B)의 스케치는 척추동물 망막의 세포 유형과 구조를 묘사한다. GCL: 신경절 세포층; INL, 내부 핵층; IPL, 내부 망상층; ONL, 외부 핵층; OPL, 외부 망상 층. (D) qPCR은 SARS-CoV-2로 처리된 망막 오르가노이드 내에서 SARS-CoV-2 게놈 RNA를 확인했지만 118일째에 감염되지 않은 대조군에서는 확인하지 않았다. N = 4, *p = 0.0467. (E) SARS-CoV-2에 감염된 오르가노이드의 상층액을 사용하여 VeroE6에서 수행된 바이러스 플라크 분석을 사용하여 118일째에 감염된 오르가노이드의 바이러스 역가를 평가했습니다. N = 4, ANOVA p = 0.0023, F = 12.85; **p = 각각 0.0053 및 0.0038. (F 및 G) IF는 분화 130일(F) 또는 160일(G)에 감염된 오르가노이드에서 SARS-CoV-2 뉴클레오캡시드(N)-양성 세포를 검출하는 데 사용되었다. (D) 및 (E)의 각 반복(N = 4)은 별도의 우물에서 감염되거나 감염되지 않은 5개의 오르가노이드의 별도 그룹이다. 눈금 막대: A, B, F 및 G, 50μm; C, 20μm. 오차 막대는 표준 편차를 나타낸다. (출처: 관련논문) |
분석 결과 주로 망막 오르가노이드의 두 세포층이 감염된 것으로 나타났다.
"한편으로, N-단백질로 염색된 많은 세포가 오르가노이드의 외부 핵층에 위치했다"고 Menuchin-Lasowski는 보고했다. 눈의 시각 감각 세포는 이 세포층에 있다. 그러나 훨씬 더 자주 바이러스 서명은 시각 감각 세포에서 시신경으로 자극 신호를 전송하는 스위칭 스테이션인 망막의 신경절 세포에서 발견되었다.
추가 조사에서도 SARS-CoV-2에 의한 세포 감염이 염증 반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 "망막 오르가노이드의 감염은 여러 염증 유전자의 상향 조절을 초래했다"고 밝혔다.
손상은 증상과 일치
결과는 SARS-CoV-2 코로나바이러스가 인간 망막의 시각 감각 세포와 신경절 세포 모두에 영향을 미치고 증식할 수 있음을 보여주었다. 특히 신경절 세포 침범은 신경절 세포층 손상과 시신경 부종 등 코로나19 환자들이 보고한 증상과 잘 맞아 떨어진다. 지금까지 이러한 증상이 혈관 손상과 같은 간접적인 원인일 뿐인지는 분명하지 않았다.
"우리의 현재 망막 오르가노이드 연구는 Sars-CoV-2 감염이 망막 신경절 세포에 직접적인 병리학적 결과를 초래할 수 있음을 보여준다"고 Rauen은 말한다. "Covid-19 환자에서 시각 장애가 흔하지는 않지만, 우리의 데이터는 소위 장기 코로나 증상이 망막의 퇴행성 질환을 포함할 수 있음을 시사한다.”
(Stem Cell Reports, 2022; doi:10.1016/j.stemcr .2022.02) .015)
출처: 막스 플랑크 학회
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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