COVID-19大流行严重破坏了科学活动。实验室被迫关闭。研究人员被安排在休假中，并建议在家工作。动物设施也已缩小，研究用品的运输已延迟。

然而，尽管面临这些挑战，但许多研究人员仍未避免，并将其科学专业知识应用于与SARS-COV-2的斗争中，这是负责Covid-19的冠状病毒。便携的诊断套件在短时间内，已经发明了时间，以促进及时和现场的病毒检测。已经对不同材料制成的口罩进行了测试，以防止气溶胶传播和可重复使用的面膜可以用电场/热量消毒。此外，大流行显着加速了疫苗开发在一个前所未有的案例中，具有竞争利益的积极进取的公司共同努力解决这一全球健康危机。

为了完全赢得与之抗争的斗争SARS-CoV-2，了解Covid-19病毒感染的生物学机制至关重要。已经使用了各种模型，但没有任何模型不如细胞培养。细胞培养物，包括永生的细胞系，干细胞系和患者的原代细胞，被用作体外了解病毒进入人类细胞的模型。它们可用于药物筛查目的和作为细胞工厂，以生成用于测试的病毒颗粒。本文强调了使用细胞培养物进行的有希望的研究，并说明了这些模型如何促进与Covid-19的斗争。

细胞培养

各种各样体外细胞培养物存在并取决于实验的目的，它们每个都有其优缺点。

永生的细胞系

最常见的细胞培养是永生的细胞系，例如HeLa，Cho和Vero细胞。顾名思义，这些细胞是通过自然突变或遗传工程变得不朽的细胞，使它们能够无限期地在培养中生长。这些细胞以相对较快的速度分裂，获得和维持更便宜，并且通常在其生物学特性中更均匀。当对高细胞数量的需求（例如初始阶段）需求时，细胞系最适合使用高通量COVID-19的药物筛查确定目标。

干细胞系

干细胞系，例如间充质和诱导多能干细胞（IPSC），另一方面，只要他们收到适当的生长信号，就具有无限期增殖的固有能力。

干细胞可以直接从其来源获得，也可以用脱不同化学鸡尾酒处理，以将其恢复到茎状状态。因为它们具有与细胞更相似的生物学特征体内，它们是生物测试的更好模型。但是，初级干细胞可能很难维护。例如，某些原代干细胞需要馈线细胞来维持其干性，并且大多数只能在涂有特定生物材料的表面上生长。如果患者的细胞不容易获得，IPSC也可以与包括神经元，心肌细胞和免疫细胞在内的多种谱系区分开，用于诸如COVID-19的药物测试，以研究药物的潜在不良影响。IPSC也已用于构造称为3D细胞培养物器官在3D环境中促进生物学研究为了更多CLosely概括体内环境。

原代细胞

细胞培养的最终类型是来自患者的主要细胞。种植这些细胞仍然非常具有挑战性，因为诸如媒体之类的市售产品未针对它们进行优化，因此这些细胞不能很好地增殖离体。到目前为止，例外可能是患者的主要白细胞，可以有效培养离体。这也部分由嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法的发展驱动，以生产工程的T细胞癌症免疫疗法。离体原发性免疫细胞的培养对于学习参与抗原识别和抗体产生的免疫曲目SARS-CoV-2。

理解疾病的细胞培养

关于COVID-19的最重要问题之一是病毒进入宿主细胞的机制。细胞培养一直是发现人血管紧张素转换酶2（HACE2）细胞表面受体在促进病毒进入人类细胞中的作用的宝贵工具。明尼苏达大学的香格和同事利用了各种不朽的细胞系（HEK293T，HELA，CALU-3和MRC-5）和成立病毒表面尖峰蛋白通过其受体结合结构域（RBD）与HACE2结合，并被人宿主蛋白酶蛋白水解激活。还发现冠状病毒膜融合S2蛋白是病毒 - 细胞膜融合的必需蛋白。这项研究表明，基于HACE2或RBD高亲和力的基于抗体的疗法可以抑制SARS-COV-2与宿主细胞关联，从而阻止其进入。最后，可以抑制宿主细胞膜和负责激活病毒的溶酶体蛋白酶的化合物也可能作为治疗剂有用。

这些发现也得到了后续的支持学习哥廷根德国灵长类动物中心的科学家马库斯·霍夫曼（Markus Hoffmann）博士，同事表明，丝氨酸蛋白酶TMPRSS2（一种细胞表面蛋白）的抑制剂能够阻止肺部细胞中的SARS-COV-2感染。“我们将细胞蛋白TMPRSS2鉴定为SARS-COV-2感染的关键因素，并表明在日本批准用于治疗胰腺炎的现有药物，Camostat甲酸酯，可以抑制TMPRSS2活性，从而阻止SARS-COV-2感染，从而阻止SARS-COV-2感染细胞培养实验。”霍夫曼说。

霍夫曼补充说：“我们目前正在探索代表人类呼吸道的培养系统中甲状酸酯和相关药物的抗病毒作用，并且我们正在收集有关药物所需剂量和寿命的数据。最后，我们计划对已在实验感染SARS-COV-2感染的非人类灵长类动物中对最有前途的药物进行疗效测试。”

使用细胞培养物的研究也提供了对Covid-19感染症状的见解。为了理解为什么Covid-19阳性患者患有持续性咳嗽和其他呼吸道作用，Jia及其同事分析了原发性人类气道上皮菌细胞培养的ACE2受体表达，以及成立这些气道细胞中的高受体表达，以及ACE2表达与易感性之间的相关性SARS-CoV-2感染。研究人员还确定了对人神经元的高ACE2表达，特别是嗅觉神经元细胞，可能解释了某些患者的气味丧失。最近，ACE2阳性细胞的比率更高成立与肺部相比，存在于消化道中，并且在胃癌细胞中受体表达更高，可能解释了腹泻的症状。

这无数的COVID相关症状已激发了通过SARS-CoV-2。例如，Chu及其同事系统地调查复制率和蜂窝损伤SARS-CoV-2在不同物种（人类，非人类灵长类动物，猫，兔子和猪）和器官的细胞中。他们的研究揭示了细胞的范围SARS-COV-2能够有效地感染了用于研究该疾病的生理相关动物模型。

更好地制定政策来管理SARS-CoV-2，科学家还利用细胞培养物来了解病毒进入体内的可能路线。例如，XU和同事使用散装RNA测序技术，成立ACE2在口腔粘膜上高度表达，尤其是在衍生出患者的舌组织上的上皮细胞中。这一发现表明，口腔是一条易感的路线SARS-CoV-2进入，除肺部外。

药物筛查的细胞培养

细胞培养是高通量药物筛查的宝贵工具，以识别能够抑制进入和复制的治疗剂SARS-CoV-2。巡回演唱会筛选1,520美国食品药品监督管理局（FDA）批准的药物体外使用Veroe6和Caco-2永生细胞系的抗病毒特性。从这项研究中，他们发现了90种涵盖不同药物类别（例如抗生素和质子泵抑制剂）的化合物，这些化合物在治疗上可能相关。同样，Ianevski和同事使用Veroe6细胞系和成立以口服为导向病毒的Nelfinavir和宿主指导的Amaodiaquine的组合表现出对针对的最佳治疗作用SARS-CoV-2在136种广谱抗病毒产品中。

最近，Daniloski及其同事也执行人类基因组中基因的敲除筛查，以识别人肺泡上皮细胞系SARS-COV-2感染所需的基因。他们发现，最重要的基因包括编码液泡ATPase质子泵和ARP2/3复合物的基因，它们还使用RNA干扰敲除和小分子抑制剂进行了验证。

通过两者都会进一步迈出一步体外细胞培养和计算分析方法，教授都铎王朝和他的团队筛选近4,000名批准的药物，并确定了与羟氯喹具有结构相似性的药物。在他们的研究中，他们发现黑胶硫代醇和烯比酚在低浓度的低浓度中阻断了Covid-19的感染，并提出可能进一步测试这些药物的治疗价值。

“对我们的工作至关重要的不仅是计算机引导的努力，而且是对这些药物的双重（独立）实验确认体外。Oprea说：“后来在新墨西哥大学健康科学中心（Steven Bradfute Lab）进行的实验后来在田纳西大学健康科学中心（Colleen Jonsson Lab）确认。”

“鉴于有记录的重新感染案例，疫苗可能无法对抗SARS-COV-2，因此我们需要继续采用有效的治疗方法。将药物与协同作用相结合可能是前进的最佳方法。背后的想法是给每种药物的剂量较低，因为某些药物在短缺之内，可以更安全，可以使用。同时，这种方法对病毒产生了两管齐的攻击，在接受单一疗法时很容易产生耐药性。” Oprea补充说。

用于产生病毒颗粒的细胞培养

学习SARS-CoV-2传播和感染，例如测试不同的掩模材料如何阻止SARS-COV-2的传播，有必要获取病毒样品。归因于其维护成本较低和快速细胞分裂，永生的细胞系已被用作生成病毒颗粒的工厂。这促进了用于测试的病毒的高通量产生，并在挑战患者的样品中提取病毒时会大大增强科学研究。凯和同事显示那种病毒复制严重的急性呼吸道综合征相关冠状病毒（SARS-COV）在不同的细胞系中有效地发生。然后，在没有特定细胞质作用的情况下，可以在高滴度下分离病毒。类似的技术可能会应用于SARS-CoV-2因为它属于同一病毒家族。

结论

细胞培养促进了研究的研究SARS-CoV-2感染并已被利用进行药物筛查，它们也可作为产生病毒颗粒和疗法的一种手段。细胞培养物一直是生物学研究的宝贵工具，将成为与Covid-19的持续斗争的关键因素。