SARS-CoV-18感染モデルとしてのK2-HACE2マウス

重症COVID-19および肺機能障害を研究するためのヒト化マウスモデル

SARS-CoV-2感染の信頼性の高い動物モデルの開発は、COVID-19の病原性を理解し、ワクチンや治療法を評価するために不可欠であった。 自然免疫学 K18-hACE2マウスはSARS-CoV-2感染後に重篤な肺疾患を発症することが実証されており、COVID-19研究のための貴重な前臨床モデルとなっている。

SARS-CoV-2研究にK18-hACE2マウスを使用する理由とは？

C従来のマウスは、SARS-CoV-2に対する感受性が低い。これは、ウイルスがマウスのACE2受容体と効率的に相互作用しないためである。K18-hACE2マウスは、サイトケラチン-18プロモーターの下でヒトACE2（hACE2）を発現させることにより、この限界を克服する。

感染後、これらのマウスは、ウイルス複製、肺の炎症、肺炎、肺機能障害など、重症のヒトCOVID-19に類似した疾患の特徴を発症する。

SARS-CoV-2感染と肺疾患

本研究では、SARS-CoV-2に感染したK18-hACE2マウスにおいて、肺に高濃度のウイルスが蓄積し、強い炎症反応が認められた。組織病理学的検査では、免疫細胞の浸潤と著しい肺損傷が明らかになり、それに伴い大幅な体重減少もみられた。

重要なことに、このモデルは呼吸力学における測定可能な変化も示しており、SARS-CoV-2によって引き起こされる肺損傷の機能的な証拠を提供している。

flexiVentを用いたCOVID-19肺機能障害の測定

flexiVentシステムは、SARS-CoV-2感染後の複数の時点における肺機能の評価に使用された。

感染後7日目までに、感染したマウスは以下の症状を示した。

• 吸気容量の低下
• 呼吸器系抵抗（Rrs）の増加
• 呼吸器系の弾性率（Ers）の増加
• 静的コンプライアンス（Cst）の低減
• 組織の減衰と組織の弾性が増加する

   ハムスターはSARS-CoV-2に感染する能力を示すが、ヒトの疾患に見られる典型的な症状は示さない。

  

図 1: から マウスのSARS-CoV-2感染モデルは中和抗体による保護を実証 これらの所見は、気道および組織抵抗の増加、肺コンプライアンスの低下、および肺実質の硬化を示している。

ニュートン抵抗（Rn）の変化が比較的限定的であることから、SARS-CoV-2関連の機能障害は主に末梢肺と実質に影響を与えたと考えられ、これは重症COVID-19で観察される肺病理と一致する。

COVID-19研究のための貴重なモデル

K18-hACE2マウスモデルは、SARS-CoV-2の病原性、肺の炎症、および呼吸機能障害を研究するための再現性の高いシステムを研究者に提供する。

ウイルス学的評価と組織学的評価を、flexiVentを用いた定量的肺機能測定と組み合わせることで、疾患の進行を評価し、潜在的なワクチンや治療薬を試験するための包括的なアプローチが提供される。

主要なポイント（要点）

• K18-hACE2マウスはSARS-CoV-2感染に対して感受性が高く、重度の肺疾患を発症する。
• 感染は肺の炎症、肺炎、および肺損傷を引き起こす。
• flexiVentは、SARS-CoV-2によって引き起こされる呼吸機能障害の詳細な評価を可能にする。
• 抵抗、弾性、コンプライアンスの変化は、肺の力学的機能の著しい障害を示している。
• このモデルは、COVID-19の発症機序を研究し、潜在的なワクチンや治療法を評価する上で非常に有用である。