In vivo imaging of the cellular pathophysiology in SARS-CoV-2-infected lung

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14984
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: Ueki Hiroshi 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所, 国際ウイルス感染症研究センター 上級研究員 (70794907)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: COVID-19 / SARS-CoV-2 / 動物モデル / 生体イメージング

Outline of Final Research Achievements

Microthrombus formation is associated with COVID-19 severity; however, the detailed mechanism remains unclear. In this study, we investigated mouse models with severe pneumonia caused by SARS-CoV-2 infection by using our in vivo two-photon imaging system. In the lungs of SARS-CoV-2-infected mice, increased expression of adhesion molecules in intravascular neutrophils prolonged adhesion time to the vessel wall, resulting in platelet aggregation and impaired lung perfusion. These findings suggest that pulmonary perfusion defects caused by neutrophil adhesion to pulmonary vessels contribute to COVID-19 severity.

Free Research Field

免疫学、ウイルス学、イメージング

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究においてSARS-CoV-2感染・重症化致死マウスモデルを用いてSARS-CoV-2肺炎の病態悪化に関与するメカニズムの一端を明らかにしたことで、COVID-19の重症化メカニズムの解明、並びにCOVID-19の病態に応じた適切な治療法の確立や適切な治療薬の選択につながることが期待される。また、生体イメージング法とSARS-CoV-2感染・重症化致死モデル動物を用いた一連の解析システムは、組織切片を用いた解析では得ることのできない新規の病理学的知見を得ることが可能であるため新規薬剤の薬効評価へ利用できる。