《Frontiers in Immunology》：Neuroinflammatory and transcriptional dynamics during SARS-CoV-2 infection in KRT18-hACE2 mouse brain
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本研究通过时间分辨转录组学与蛋白组学分析，揭示了SARS-CoV-2感染KRT18-hACE2转基因小鼠脑部的动态病理进程。研究发现病毒具有广泛的神经嗜性（Neurotropism）与胶质嗜性（Gliotropism），引发皮质神经元凋亡（Cleaved Caspase 3/SATB2+）及髓系细胞（Iba1+/CD68+）激活。感染后期（6 dpi）出现线粒体功能（COXIV）抑制与染色体维护通路激活，而早期（4 dpi）以蛋白泛素化（Ubiquitination）和突触功能紊乱为主。该研究为COVID-19相关神经后遗症提供了分子机制见解。
神经侵袭与细胞嗜性
通过免疫荧光染色证实，SARS-CoV-2在感染6天后可侵入大脑，病毒核衣壳蛋白（NP）与成熟神经元标志物MAP2、皮质神经元标志物SATB2、星形胶质细胞标志物GFAP及少突胶质细胞标志物O4共定位，显示病毒对神经元与胶质细胞的多重嗜性。
神经病理学改变
感染脑组织中Iba1+细胞数量显著增加，溶酶体标志物CD68表达上调，提示髓系细胞激活与吞噬功能增强。TUNEL染色及Cleaved Caspase 3（ClCas3）与SATB2双阳性细胞检测显示皮质神经元凋亡加剧，表明SARS-CoV-2感染引发神经退行性病变。
免疫应答增强
细胞因子/趋化因子阵列分析发现，6 dpi脑组织中CCL5、CCL12、CXCL9、CXCL10等促炎因子显著上调，而维持神经元-小胶质细胞稳态的CX3CL1表达下降。同时，视黄醇信号通路关键蛋白RBP4水平升高，提示代谢紊乱参与神经炎症调控。
阶段依赖性转录应答
全转录组分析显示，4 dpi时差异表达基因（DEGs）富集于蛋白泛素化、囊泡运输和突触可塑性等通路，而6 dpi时先天免疫应答、染色体维护及RNA调控通路显著激活。主成分分析（PCA）表明感染组与对照组转录谱明显分离，且6 dpi差异基因数量远超4 dpi。
早期转录重塑（4 dpi）
基因本体（GO）分析显示，4 dpi上调基因涉及蛋白酶体降解、内吞运输和自噬（Macroautophagy）相关生物学过程，分子功能集中于GTP酶活性与泛素连接酶活性。下调基因则与细胞外基质（ECM）组织、神经元形态发生和视黄酸信号通路相关，提示早期感染干扰神经元结构与代谢稳态。
晚期转录重塑（6 dpi）
6 dpi时转录特征以免疫应答为主导，上调基因富集于内吞溶酶体、应激颗粒（Stress granules）及核质运输通路，UBL（Ubiquitin-like）连接酶活性增强。相反，线粒体呼吸链（如Complex I亚基Ndufb7、Ndufs6）和嘌呤核苷酸合成通路显著抑制，伴随COXIV蛋白水平下降，表明能量代谢衰竭。
免疫与线粒体基因的时序验证
数字PCR（dPCR）定量分析证实，病毒载量在4 dpi与6 dpi无显著差异，但干扰素（IFNα、IFNβ、IFNγ）及趋化因子（CCL3、CXCL10）转录本在6 dpi持续升高。线粒体相关基因表达呈现转录-翻译水平分离：尽管部分Complex I亚基转录本增加，COXIV蛋白却显著降低，反映感染后期线粒体功能代偿失调。
讨论
本研究揭示SARS-CoV-2感染通过直接神经侵袭与间接免疫激活双重机制诱发脑部病理改变。早期以突触和蛋白稳态紊乱为主，晚期则转向免疫亢进与代谢抑制，其中泛素化通路全程参与病毒复制与宿主防御的调控。RNA与蛋白水平的不一致性（如IL-1β、TNF-α转录本升高但未检测到蛋白）提示感染后期存在转录后调控机制，可能为限制过度炎症的宿主适应性反应。KRT18-hACE2模型的高炎症表型为重症神经COVID-19机制研究提供了关键线索，但其结论需在轻症模型及临床样本中进一步验证。
