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心臓の健康に関連するアストロウイルス

研究者たちがアストロウイルスと心臓病の間に潜在的な関連を発見した。

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アストロウイルスと心臓病のアストロウイルスと心臓病の関係の意外な関係があることがわかった。研究によると、アストロウイルスと心臓感染
目次

アストロウイルスはRNAからできてるウイルスの一種で、いろんな動物、もちろん人間にも影響を与えるんだ。最初に見つかったのは1975年で、その時は胃腸炎の outbreak があったんだよ。胃が炎症を起こして、下痢や嘔吐につながるんだ。これらのウイルスは主に便や廃水から見つかる。研究によると、アストロウイルスは胃腸炎の一般的な原因で、毎年約600万件の新しい人間の感染があるらしい。

アストロウイルスの神経親和性の発見

過去10年で、研究者たちはアストロウイルスが中枢神経系(CNS)の病気も引き起こす可能性があることに気づき始めたんだ。人間で感染によって深刻な結果をもたらした15件の報告があって、致死率は50%以上。牛や豚でも似たような事例が見られたけど、残念ながら、アストロウイルスはクリニックであまり検査されていなくて、神経の健康にどんな影響を与えるかはまだ分からないんだ。

鳥においては、アストロウイルスは肝臓や腎臓の深刻な病気に関連していて、これは鶏肉産業にとって心配なことなんだ。人間に関しては、いくつかの研究が肝臓の状態や免疫反応の低下に関与しているかもしれないと示唆している。これらのウイルスは呼吸器系でも見つかってるけど、肺の病気を直接引き起こすかどうかはもっと研究が必要だね。

アストロウイルスの種類

アストロウイルスには人間に病気を引き起こす主なグループが3つあるんだ:クラシックな人間アストロウイルス、MLBクラード、VAクラード。ほとんどの大人はこれらのウイルスにさらされて抗体を持ってる。そのグループは胃腸炎のある人の便からよく見つかるし、3つのグループすべてが髄膜炎のケースと関連があるんだ。特にVA1株は人間の感染で最もよく見られる。

アストロウイルス研究の課題

アストロウイルスが人間の健康において重要なのに、病気の原因としてどう作用するかを研究する方法は限られてる。現在、人間のアストロウイルス感染を再現する動物モデルはないんだ。マウスを使った以前の試みは明確な結果を出せなかったけど、七面鳥で見つかった関連するアストロウイルス株がウイルスの行動を学ぶ手助けをしてくれて、マウスに感染するアストロウイルスもあるけど、その影響は少ないんだ。

これらの制限の中で、研究者たちはVA1という特定のアストロウイルス株を使って人間の感染を模倣できるマウスモデルを作ろうとしたんだ。マウスにこのウイルスを接種したら、心臓組織にウイルスの材料が見つかって、炎症の兆候もあったんだ。この新しいモデルで、アストロウイルスが心臓感染を引き起こすメカニズムをよりよく理解できるようになった。

研究に使った方法

このマウスモデルを作るために、いろんなマウスの品種を使って、信頼性のある結果を得るために管理された環境で飼育したんだ。研究ではVA1ウイルスをいくつかの方法でマウスに接種したり、直接注射したり、経口で与えたりした。研究者たちはさまざまな時間にわたって組織や血液のサンプルを集めて、ウイルスがマウスにどんな影響を及ぼすかを分析したんだ。

心臓、肝臓、他の臓器の組織をウイルス感染の証拠を調べるために検査した。これらのサンプルはウイルス量や炎症の兆候を特別な染色法を使って分析して、免疫系が感染にどう反応するかを見たんだ。

研究者たちはまた、アストロウイルスが感染できるかどうかを確認するために、ラボで異なるタイプの細胞を培養したんだ。人間とマウスの心臓の細胞も含まれていて、ウイルスがどこで増殖できるか、どんなダメージを引き起こすかを理解する手助けになるんだ。

研究の結果

研究の結果、VA1ウイルスが感染後にマウスの心臓で増殖できることが分かった。時間が経つにつれて、ウイルスの材料は心臓組織に最も集中してて、3週間後でも一部のマウスは感染の兆候を見せていた。他の臓器、肝臓や脾臓でもウイルスが見つかったけど、そのレベルはずっと低かった。

興味深いことに、研究者たちがVA1に感染した細胞の種類を調べたところ、主に心筋細胞や心臓を覆う細胞が標的になっていることが分かったんだ。これはウイルスが心臓にダメージや炎症を引き起こす可能性があることを示していて重要なんだ。

アストロウイルス感染に対する免疫反応

心臓組織を分析したとき、炎症の兆候が見られたんだ。これは免疫系が感染と戦っているときの典型的な反応なんだ。特定の免疫細胞、マクロファージやT細胞が感染したマウスの心臓に見つかって、体がウイルスと戦おうとしていることを示してる。

免疫系が弱まったマウスでは、心臓や血流にウイルスの材料がかなり多く見つかった。これは強い免疫反応がウイルスの広がりを抑えるのに重要であることを示してるし、感染と病気のバランスを維持するために特定の免疫反応が果たす役割も強調されてるんだ。

アストロウイルスと心血管の健康

この研究の発見はアストロウイルスと心臓の健康の間に以前は認識されていなかったつながりを示唆してる。これまでの研究ではアストロウイルスが心臓組織に直接ダメージを与えるかどうかはほとんど理解されていなかったんだけど、集めた証拠をもとに、研究者たちはアストロウイルス感染が心臓関連の病気の要因になり得るという考えを追求してる。

人間が普段アストロウイルスに接触することが多いから、これらの発見は、どのくらい頻繁に感染が心血管の問題に寄与しているかについて疑問を投げかけてるんだ。これらのウイルスが広く存在してることを考えると、心臓病の見落とされた要因かもしれないよ。

今後の研究への影響

この研究はアストロウイルス感染とその影響についてのさらなる調査の扉を開いているんだ。一つには、他の種、特に人間でも同様の心感染が起こるかどうかを調べることができる。免疫系がこれらの感染と戦うためにどのように活用されるかを探る可能性もあるし、合併症のリスクを減らすためにワクチンや治療法を開発できるかどうかも興味深いトピックだね。

また、アストロウイルスが他の感染症や健康状態とどのように相互作用するかを理解することも興味深い。たとえば、基礎的な心疾患を持つ人はアストロウイルス感染に対して異なる反応を示すかもしれなくて、より深刻な結果につながる可能性があるんだ。

さらに、研究は臨床環境でのアストロウイルスの検査と監視方法を改善する必要性を強調していて、特に胃腸炎を超えたさまざまな健康問題への潜在的な役割を考えると重要なことなんだ。

結論

アストロウイルスは健康に大きな影響を与える可能性のある、複雑でしばしば見過ごされがちなウイルス群なんだ。この新しいマウスモデルの開発を通じて、研究者たちはこれらのウイルスがどのように心臓に感染し、炎症反応を引き起こすかについての理解を深めることができた。新たに見つかった心臓との関与は、アストロウイルス関連の病気とそれが人間の健康に与える影響を探求するための継続的な研究の必要性を強調してる。

アストロウイルスについてもっと理解すれば、医療専門家はさまざまな病気におけるアストロウイルスの潜在的な役割をよりよく対処できるし、全体的な公衆衛生戦略を改善することができるようになる。さらなる研究がこれらのウイルスや世界中の人々への影響の謎を解くために必要不可欠なんだ。

オリジナルソース

タイトル: Novel murine model of human astrovirus infection reveals a cardiovascular tropism

概要: Astroviruses are a common cause of gastrointestinal disease in humans and have been recognized to cause fatal cases of encephalitis. A major barrier to the study of human-infecting astroviruses is the lack of an in vivo model, as previous attempts failed to identify a suitable host that supports viral replication. We describe a novel murine model of infection using astrovirus VA1/HMO-C (VA1), an astrovirus with high seroprevalence in humans that is a causative agent of encephalitis. VA1 RNA levels peak in heart tissue at day 7 post-inoculation. The cardiotropism was observed in multiple different murine genetic backgrounds evidenced by high VA1 RNA loads in heart tissue of A/J, C57BL/6, C3H/HeJ, Balb/c, and J:ARC mice. Infectious VA1 particles could be recovered from heart tissue 3 and 5 days post-inoculation. Intracellular viral capsid was present in tissue sections based on immunofluorescent staining and viral RNA was detected in cardiac myocytes, endocardium, and endothelial cells based on fluorescent in situ hybridization and confocal microscopy. Histologically, we identified inflammatory infiltrates consistent with myocarditis in some mice, with viral RNA co-localizing with the infiltrates. These foci contained CD3+ T cells and CD68+ macrophages. Viral RNA levels increased by > 10-fold in heart tissue or serum samples from Rag1 or Stat1 knockout mice, demonstrating the role of both adaptive and innate immunity in the response to VA1 infection. Based on the in vivo tropisms, we also tested cardiac-derived primary cells and determined that VA1 can replicate in human cardiac microvascular and coronary artery endothelial cells, suggesting a novel cardiovascular tropism in human cells. This novel in vivo model of a human-infecting astrovirus enables further characterization of viral pathogenesis and reveals a new cardiovascular tropism of astroviruses. Author SummaryAstroviruses typically cause viral diarrhea in humans but can also cause serious infections of the brain. Previously, the methods available to study how these viruses lead to invasive infections were limited. Here, we describe the first system to study human-infecting astroviruses using mice. We demonstrate that mice are susceptible to astrovirus VA1, a strain that commonly infects humans and has been linked to fatal brain infections. The virus infected heart tissue and was associated with inflammation. When mice with impaired immune systems were infected with VA1, they were found to have higher amounts of virus in their hearts and blood. Linking back to human health, we also found that VA1 can infect cells derived from human blood vessels of the heart. This model will enable us to better understand how astroviruses cause disease and how the immune system responds to infection. Our findings also suggest that astroviruses could be linked to cardiovascular diseases, including in humans. In the future, we can develop interventions that will prevent and treat astrovirus infections in humans.

著者: Andrew B Janowski, M. C. Owen, Y. Zhou, H. Dudley, T. Feehley, A. Hahn, C. C. Yokoyama, M. L. Axelrod, C.-Y. Lin, D. Wang

最終更新: 2024-10-03 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.03.616429

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.03.616429.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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