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【前沿进展】mBio 马显才张辉团队合作揭示新冠病
发布时间:2024-02-11 17:51:32 来源:米乐6体育app官网下载 作者:米乐官方平台米乐入口

  新型冠状病毒 (SARS-CoV-2 )的出现引发了新冠肺炎( COVID-19 )在全球范围的大流行,严重危害了人类 生命安全。而含ACE2 的外泌体( ACE2-exos )则 能够中和病毒, 抵抗多种层出不穷的新冠突变株,具有优良 的抗病毒能力 。研究表明SARS-CoV-2 的入侵会触发宿主防御系统,使其产生大量ACE2-exos 以抵御病毒感染。感染新冠后的病人外周血中循环 ACE2-exos 增加,并且 COVID-19 患者的肺泡灌洗液中 ACE2-exos 的数量也与其住院时间长短相关 (1) 。课题组在前期研究中发现 IFN-α/β 能够上调 ACE2-exos ,从而抑制病毒感染,相关研究发表于 Signal Transduction and Targeted Therapy (2) 。然而, SARS-CoV-2 编码的数个非结构蛋白和辅助因子能够 调控宿主的免疫响应、破坏宿主稳态,从而 阻断宿主防御、 促进其入侵与复制 。

  通过对新冠病毒编码蛋白的筛选, 团队 发现非结构蛋白NSP6能够显著下调外泌体形成的关键蛋白CD63,抑制ACE2-exos的产生。NSP6以剂量依赖的方式下调CD63的蛋白水平,并且NSP6与 内源性和外源性 CD63均有相互作用。CD63的敲除抑制了外泌体的产生和外泌体中ACE2的含量,而过表达CD63 则可以增加 外泌体的产生和外泌体中ACE2的含量。 团队 同时发现NSP6的过表达能够抑制外泌体分泌,降低外泌体上ACE2的水平。通过假病毒感染实验,该研究进一步发现过表达NSP6能够促进新冠假病毒粒子对HEK293T-hACE2和A549-hACE2细胞的感染性,过表达CD63能够显著抑制新冠假病毒对HEK293T-hACE2和A549-hACE2细胞的感染性 (图1) 。

  为了阐明NSP6 如何下调 CD63 、影响 ACE2-exos 分泌,作者进行了 CoIP-MS 实验,最终筛选鉴定出 PSMD12 是参与 NSP6 对 CD63 调控的关键蛋白。 PSMD12 是 26S 蛋白酶体的组分之一,通过调节蛋白质的泛素化水平,在维持蛋白稳态方面发挥着至关重要的作用。该研究发现 PSMD12 与 CD63 相互作用,抑制 CD63 的泛素化水平。 NSP6 使 CD63 的泛素化增强,并且能够抑制 PSMD12 对 CD63 的去泛素化。 PSMD12 对 CD63 的调控涉及 K48 和 K63 连接的泛素化类型。 K48 连接的泛素化主要与蛋白酶体降解相关, K63 连接的泛素化主要调控蛋白功能。该研究猜测NSP6 与 PSMD12 结合,使其去泛素化酶活性受到限制,从而使 PSMD12 对 CD63 的去泛素化受到抑制, CD63 的泛素化增强,促进其降解(图 2 )。

  为了进一步验证NSP6 在 ACE2-exos 阻断病毒感染中的角色,该研究还应用了课题组前期研究中设计的生物安全性高、灵敏度高 的复制子系统 (3) 。研究发现, 缺失NSP6 表达的复制子系统显著增强了 ACE2-exos 对新冠假病毒感染的阻断作用,抑制了病毒的感染。 而回补NSP6 则促进了新冠假病毒的感染(图 3 )。

  总的来说,该研究发现了 新冠病毒非结构蛋白NSP6 负向调控 ACE2-exos 介导的阻断病毒感染,抑制 ACE2-exos 产生, 从而促进病毒感染旁观者细胞 (Bystander cell ) (图 4 )。这为研制靶向冠状病毒感染与复制的干预手段提供了新的病毒蛋白作用靶点。

  广州实验室马显才研究员(华南理工大培导师) 和中山大学张辉教授为该论文的共同通讯作者,广东省人民医院/ 华南理工大学医学院博士研究生吕茜为该论文的 第一作者。

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