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COVID-19에 걸린 사람들의 약 절반 이 미각과 후각 능력의 변화를 경험합니다.
대부분의 사람들에게 과학자들이 "후각"이라고 부르는 후각은 약 6주 이내에 회복되지만 약 10% 는 계속 문제가 있습니다.
과학자들은 후각에 대한 COVID-19의 영향에 대해 당혹스러워했습니다. 왜냐하면 우리의 후각 감각 뉴런은 바이러스가 그들을 감염시킬 수 있는 막 수용체를 운반하지 않기 때문입니다.
또한 COVID-19에 걸린 사람들은 코가 막히지 않는 경향이 있어 감기와 같은 감염에서 후각 상실의 원인이 됩니다.
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따라서 SARS-CoV-2가 후각 뉴런을 감염시킬 수 없고 냄새 분자가 코의 후각 조직에 자유롭게 접근할 수 있다면 왜 COVID-19에 감염된 많은 사람들이 후각을 잃습니까?
뉴욕시에 있는 컬럼비아 대학의 과학자들이 주도한 연구는 한 가지 가능한 설명을 제공했습니다.
Cell 에 발표된 그들의 연구 는 바이러스가 이웃 세포를 감염시킬 때 바이러스에 대한 면역 반응이 후각 뉴런에서 후각 수용체 를 만드는 유전자를 어떻게든 비활성화시킨다고 제안합니다.
일반적으로 후각 뉴런은 수용체가 냄새 분자에 결합할 때 뇌에 전기 신호를 보내 냄새를 등록합니다.
햄스터 실험
연구원들은 바이러스가 햄스터의 후각 조직을 감염시킬 때 어떤 일이 일어나는지 조사했습니다. 그런 다음 팀은 24명의 부검에서 조직을 검사했으며 이 중 18명은 코로나19로 사망했습니다.
햄스터에서 그들은 바이러스가 지속성 세포(sustentacular cell)라고 불리는 조직의 지지 세포를 감염시키고 그 수를 줄이는 것을 발견했습니다.
조직에 있는 후각 뉴런의 수는 변하지 않았지만 감염은 면역 세포의 홍수를 해당 부위로 끌어들였습니다.
이것은 후각 뉴런의 핵 내에서 염색체를 재구성하는 녹-온 효과를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 차례로 후각 수용체를 만드는 유전자의 발현을 감소시켰습니다.
그만큼DNA 포장신뢰할 수 있는 출처히스톤이라고 하는 전문 단백질에 의한 염색체 내에서 어떤 유전자가 활성화되고 어떤 것이 비활성화되는지에 영향을 미치기 때문에 중요합니다.
특히, 포장은 DNA의 어느 부분이 세포의 유전자 판독 기계에 열려 있는지와 다른 염색체의 유전자가 서로 어떻게 상호 작용하는지를 결정합니다.
SARS-CoV-2가 어떤 식으로든 세포에 직접 영향을 미쳤을 가능성을 배제하기 위해 과학자들은 감염되지 않은 동물의 후각 조직을 감염된 동물의 멸균된 혈청에 노출시켰습니다.
활성 바이러스 입자는 포함되어 있지 않지만 혈청은 후각 뉴런의 핵에 있는 DNA 포장을 변형시켰습니다.
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인간 조직의 더 적은 수의 수용체
연구진이 인간 환자의 부검에서 얻은 후각 조직을 분석한 결과, 코로나19가 후각 수용체 생산의 현저한 감소와 관련이 있음을 확인할 수 있었습니다.
또한 다른 염색체의 수용체 유전자가 더 이상 물리적 접촉을 하지 않도록 후각 뉴런의 핵 내부 조직에 변화가 있었습니다.
연구자들은 면역 세포에 의해 생성되는 신호 분자인 사이토카인이 후각 뉴런 핵의 내부 조직 변화를 유발한다고 믿습니다.
이러한 중단은 감염이 해결된 후 수용체 제조가 정상으로 복귀하는 것을 방지하는 일종의 "핵 기억"을 구성할 수 있습니다.
"우리의 발견은 COVID-19의 후각 상실에 대한 최초의 기계론적 설명과 이것이 장기간의 COVID-19 생물학의 기초가 될 수 있는 방법을 제공합니다."라고 공동 교신 저자 인 Dr. Benjamin tenOever (뉴욕 대학교 미생물학 및 의학부의 구성원)는 말했습니다. .
연구자들은 뇌 세포의 핵 조직에 대한 유사한 효과가 장기간의 COVID에서 뇌 안개, 두통 및 우울증과 같은 다른 잔류 신경학적 영향의 기초가 될 수 있다고 추측합니다.
흥미롭게도 이전 연구 에서는 COVID-19의 후각 상실과 기분 변화 사이의 연관성을 발견했습니다.
콜롬비아 대학의 생화학, 분자 생물 물리학 및 신경과학 교수이자 새로운 연구의 공동 교신자인 Stavros Lomvardas 박사 는 왜 우리의 후각이 COVID-19의 경우 특히 취약할 수 있는지 설명했습니다.
"첫째, 면역 체계와 똑같은 후각 체계는 복잡한 유기 화합물에서 단순한 요소에 이르기까지 천문학적인 수의 화학 물질을 감지하는 독특한 도전 과제를 가지고 있습니다."라고 그는 Medical News Today 에 말했습니다 .
따라서 후각 시스템은 후각 수용체에 대한 엄청난 수의 유전자를 진화시켰다고 그는 말했습니다. 그러나 각 후각 뉴런에서는 이러한 수용체 유전자 중 하나만 활성화됩니다.
"후각이 작동하려면 모든 뉴런은 이러한 유전자 중 하나만 발현해야 하며, 이는 하나의 후각 수용체의 발현을 촉진하는 과정인 많은 다른 염색체의 후각 수용체 유전자의 물리적 결합을 요구하는 특이한 조절 메커니즘을 발생시켰습니다. 유전자”라고 Lomvardas 교수는 말했습니다.
SARS-CoV-2가 방해하는 것으로 보이는 것은 서로 다른 염색체 간의 이러한 상호작용입니다.
그는 두 번째 이유는 단순히 후각 상피가 외부 환경과 뇌 사이의 방어 장벽의 일부로 경계선에 있기 때문이라고 덧붙였습니다.
대체 설명
네바다 대학 의과대학의 약리학 및 생리학 교수 인 Dr. Christopher von Bartheld 는 MNT 와의 인터뷰 에서 이 발견에 대해 회의적이라고 말했습니다.
2020년에 폰 바르텔드 교수 는 COVID-19의 경우 후각 상실의 가능한 메커니즘에 대한 리뷰 를 공동 저술했습니다 .
그는 후각 수용체 유전자의 하향 조절이 감각 뉴런이 섬모라고 불리는 머리카락과 같은 돌출부를 수축시킨 후에 발생한다고 지적했습니다.
“냄새 수용체를 포함하는 섬모를 잃는 것은 이미 뉴런을 기능 장애로 만들고 바이러스 감염으로 인해 죽는 인접한 지지 세포의 유지 신호 손실로 인한 후각 상실의 주요 원인이 될 것입니다. 냄새 수용체의 발현을 하향 조절하는 것은 그러한 과정에 부차적인 것일 수 있습니다.”
현재 연구의 저자는 작업의 몇 가지 제한 사항을 인정합니다.
예를 들어, 그들은 어떤 분자가 후각 뉴런에서 핵의 재구성을 유도하는지 확립할 수 없었습니다.
또한 코로나19가 인간의 후각 수용체 유전자 발현을 감소시킨다는 것도 확신할 수 없다. 햄스터의 후각 뉴런은 기저 감염에 다르게 반응할 수 있습니다.
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