Nature Communications |秦建华团队构建 3D 人类神经血管单元模型，揭示单纯疱疹病毒性脑炎发病机制及自噬治疗新方向

近日，秦建华教授团队在《Nature Communications》发表题为《A microengineered 3D human neurovascular unit model to probe the neuropathogenesis of herpes simplex encephalitis》的研究论文。这项研究通过构建三维人类神经血管单元（NVU）芯片模型，为解析单纯疱疹病毒性脑炎（HSE）的神经病理机制提供了创新性平台。研究团队结合微流控技术与多细胞共培养策略，整合人脑微血管内皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元，精准模拟了血脑屏障结构和神经血管单元的动态互作。实验显示，HSV-1感染引发典型病理特征：病毒感染率达61.5%（小胶质细胞）和31%（星形胶质/神经元），血脑屏障通透性显著增加（4kDa葡聚糖渗漏量提升2.4倍），同时IL-6、TNF-α等炎症因子释放量激增达3-10倍。研究首次在体外揭示HSV-1通过抑制胶质细胞自噬通量（LC3-II/p62调控失衡）促进病毒复制，而自噬激活剂雷帕霉素可降低病毒载量58%，并修复血管屏障功能。该模型突破传统类器官缺乏血管与免疫微环境的局限，为探究宿主-病原体互作机制提供多维视角，其揭示的自噬通路靶点为开发抗HSV-1脑炎疗法开辟新方向。

由 HSV-1 引发的单纯疱疹病毒性脑炎（HSE）是最常见的非流行性病毒性脑炎，但其神经发病机制仍不明确。本研究描述了一种能够在体外探索 HSE 神经发病机制的 3D 人类神经血管单元（NVU）模型。该模型通过在多隔室芯片上共培养人类微血管内皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元构建而成。HSV-1 感染后，该 NVU 模型表现出 HSE 相关的病理变化，包括细胞病变效应、血脑屏障功能障碍和促炎细胞因子释放。此外，研究观察到显著的先天性免疫反应，表现为外周免疫细胞浸润和小胶质细胞激活。转录组分析显示宿主细胞中存在广泛的炎症和趋化反应。机制研究发现，HSV-1 可诱导胶质细胞（尤其是小胶质细胞）的自噬通量严重抑制，而自噬激活剂能有效抑制 HSV-1 复制并修复神经血管损伤，表明这一独特平台在研究神经疾病和开发新疗法方面的应用价值。

该研究创新性地构建了3D NVU模型并揭示了HSV-1感染后神经血管损伤与自噬的关系，但需通过补充关键细胞类型、优化感染途径、深化机制验证及标准化操作，进一步提升模型的生理相关性和转化潜力。后续研究可整合单细胞测序和动态成像技术，全面解析细胞互作网络及抗病毒治疗靶点。