利用人肠道细胞培养物成功地培养人诺如病毒

  人诺如病毒(norovirus)---全世界急性腹泻的主要病毒性病原---很难研究,这是因为科学家们没有发现一种方法在实验室中培养它们。

  如今,在Albert Kapikian博士鉴定出人诺如病毒是急性腹泻的一种病因40多年后,来自美国贝勒医学院的研究人员首次成功地在人肠道上皮细胞的实验室培养物中培养诺如病毒。

科学家们没有发现一种方法在实验室中培养它们

  这项成果代表着人胃肠炎病毒研究取得一项重大进展,这是因为它建立一种能够培养许多诺如病毒毒株的系统,这将允许科学家们探究和开发新的策略来预防和阻止感染,以及更好地理解诺如病毒的生物学特征。

  相关研究结果于2016年8月25日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Replication of human noroviruses in stem cell–derived human enteroids”。

  论文通信作者、贝勒医学院人类、分子病毒学和微生物学教授Mary Estes博士说,“长期以来,人们一直试图在实验室中培养诺如病毒。在过去的20年里,我们也尝试过。

  尽管采取过所有的努力,以及成功地培养其他的病毒,但是诺如病毒为何如此难以培养仍然是个谜。”

  诺如病毒,也被称作游轮病毒(cruise ship virus),在通常支持其他病毒生长的实验室培养物---如源自癌变组织的转化细胞---中并不生长。

  此外,诺如病毒是物种特异性的---人诺如病毒只感染人类和导致人类患病,而小鼠诺如病毒只在小鼠体内这样做。人诺如病毒并不在小鼠或通常用于研究的其他小型模式动物体内生长。

  Estes说,“我的想法是我们之所以没有成功地培养诺如病毒,是因为我们没有合适的细胞类型。我们首先证实在慢性诺如病毒感染的病人体内,这种病毒能够在被称作肠上皮细胞(enterocyte)的肠道细胞中检测出,但是在培养时,正常的人肠上皮细胞快速地死掉。当我们了解到荷兰的Hans Clevers团队已开发一种方法来制造一种新类型的人肠上皮细胞培养系统(包括肠上皮细胞)时,我们才取得突破。这些新的人多细胞培养物,被称作类肠道组织(enteroid),是由来自病人组织的成体肠道干细胞制作出来的。我们期待将这种病毒放入这些非转化的人细胞培养物中,应会让这种病毒生长。”

  论文共同第一作者、Estes实验室高级研究员Khalil Ettayebi博士说,“我在5年的时间里一直与Estes博士一起努力尝试培养这种病毒。我们尝试了很多方法,但是仅获得负面的结果,直到我们开始在实验室中使用这些新的源自人干细胞的类肠道组织培养物。”

  这花了Estes和同事们大约1年的时间让这些人肠道上皮细胞培养物在实验室中良好地生长。随后,在利用这些培养物培养诺如病毒之前,他们利用这些培养物试着培养另一种人胃肠道病毒---轮状病毒(rotavirus)。

  Estes说,“轮状病毒能够在这些人肠道上皮细胞培养物中生长良好。随后,我们尝试培养人诺如病毒,结果发现一些毒株能够生长,但是另一些毒株不能够。我们猜测仍然有些东西缺失了。”

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