SARS-CoV-2入侵人体潜在靶点汇总

SARS-CoV-2入侵人体靶点研究现状

目前针对于SARS-CoV-2入侵人体的主流说法是，刺突蛋白（spike，S）是介导病毒入侵宿主细胞的关键蛋白。SARS-CoV-2是通过Ｓ蛋白找到宿主细胞受体与之结合，通过网格蛋白介导膜融合被内吞入细胞。而且宿主细胞与病毒表面蛋白配受体关系和亲和力决定了病毒的传染性和嗜细胞特性，而致病力与其侵入的宿主细胞类型及其功能相关。有关于SARS-CoV-2入侵人体的靶点，目前有最新研究支撑的是ACE2和CD147。

1、ACE2

目前SARS-CoV-2入侵人体门户靶点公认度最高的是血管紧张素转化酶2（ACE2）。2020年1月，科学家们通过晶体结构解析证实ACE2是SARS-CoV-2 S蛋白的受体，而且ACE2与新冠病毒的RBD（受体结合结构域）之间的亲和力，比其与SARS病毒的RBD的亲和力高10到20倍，这也是SARS-CoV-2超强感染性的原因。新冠病毒S蛋白以三聚体形态存在，每一个单体中约有1300多个氨基酸，其中300多个氨基酸构成了“受体结合结构域”（RBD），即S蛋白与ACE2相联结的地方 ^{[1] [2] [3]}。了解更多ACE2，请戳 >>

但是ACE2通常仅表达于心、肾、血管内皮细胞，而COVID-19患者通常是呼吸道、消化道、肝、脾多器官受损，鼻咽拭子、唾液、尿液、粪便和血液均检出病毒核酸，这提示SARS-CoV-2在人体还有其他受体。

2、CD147

在严重急性呼吸器官综合征（SARS）冠状病毒入侵宿主细胞过程中，CD147分子可通过与CyPA的相互作用介导与其在HIV-1入侵中类似的作用机制。而CD147-拮抗肽9与HEK293细胞的结合率高，对SARS-CoV具有抑制作用。由于SARS-CoV-2与SARS-CoV具有相似的特征，陈志南研究团队对CD147在SARS-CoV-2侵袭宿主细胞中的可能作用进行了研究。并于2020年3月14日，在预印版平台BioRxiv上发表了题为“SARS-CoV-2 invades host cells via a novel route: CD147-spike protein”的文章。该实验结果表明，在宿主细胞上阻断CD147对新冠病毒具有抑制作用，而且CD147在促进该病毒对宿主细胞的侵袭中起重要作用。另外，表面等离子体共振分析则证实了CD147和S蛋白（SP）的相互作用^[4]。了解更多CD147，请戳 >>

3、其他靶点

尽管CD147可以在多个组织和器官中表达，比如恶性肿瘤、中枢神经、表皮细胞基底层、毛囊外根鞘细胞、精子头部、血液系统、消化系统及泌尿系统，可以参与肿瘤发生发展、组织重建、淋巴细胞应答、精子发生、病毒感染和发育早期神经系统功能调节。那这是不是意味着SARS-CoV-2入侵人体是不是就没有其他靶点了呢？

为了验证这一点，2020年3月22日，David E. Gordon等94位专家在生物学预印本期刊在线发表了一篇通过新冠病毒SARS-CoV-2蛋白与人蛋白相互作用筛选潜在治疗靶点的文章。文章作者来自加州大学旧金山分校（美国新冠病毒研究的重要中心之一）等多个单位，题目为“A SARS-CoV-2-Human Protein-Protein Interaction Map Reveals Drug Targets and Potential Drug-Repurposing”。

其实文章的思路很简单，但工作量极为庞大。研究人员在人类细胞中克隆、标记和表达了SARS-CoV-2的29个蛋白中的26个，并通过亲和纯化质谱法(AP-MS)鉴定了与每一种蛋白相互作用的人蛋白。共鉴定出332种高度可信的与病毒蛋白相互作用的人蛋白(PPIs)，其中66个可以作为潜在靶点，这些蛋白可由69种现有FDA批准的药物、临床试验中的药物和/或临床前化合物靶向。宿主依赖因子介导病毒感染的鉴定可能为开发广泛有效的针对SARS-CoV-2和其他致命冠状病毒株的抗病毒治疗提供重要的分子靶点^[5]。

SARS-CoV-2蛋白及互作靶点一览表

SARS-CoV-2分离株的序列分析表明，该30kb基因组编码多达14个开放阅读框（Orfs）。5端的Orf1a / Orf1ab开放阅读框可编码多蛋白，这些蛋白会被蛋白水解处理成16个非结构蛋白（Nsp1-16），形成复制酶/转录酶复合物（RTC）。RTC由多种酶组成，包括Nsp3、Nsp5，Nsp7-Nsp8 复合物、Nsp12、Nsp13、Nsp14、Nsp15以及Nsp10 / Nsp16。在病毒基因组的3末端，从9个预测的亚基因组RNA中表达了多达13个Orf。这些包括四个结构蛋白：S、E、M和N，以及九种假定的辅助因子。在基因组成上，SARS-CoV-2基因组与SARS-CoV非常相似：每个都有一个Orf1ab编码16个预测的Nsps，每个都有四个典型的冠状病毒结构蛋白。但是，它们的3开放阅读框互补性不同：SARS-CoV-2具有Orf3b和Orf10，其Orf8是完整的，而SARS-CoV编码的是Orf8a和Orf8b ^{[6] [7] [8]}。

下表中的26个SARS-CoV-2蛋白分别为：Nsp1、Nsp2、Nsp4、Nsp5、Nsp6、Nsp7、Nsp8、Nsp9、Nsp10、Nsp11、Nsp12、Nsp13、Nsp14、Nsp15、Spike (S)、E、N、M、Orf3a、Orf3b、Orf6、Orf7a、Orf8、Orf9b、Orf9c和Orf10，另外还有一个突变体Nsp C145A。

332新冠入侵人体潜在靶点产品目录

• 蛋白产品

• 抗体产品

• ELISA试剂盒

References

[1] XuhuaZhang, XiaodongLv, et al. Short-term culture with IL2 is beneficial for potent miory chimeric antigen receptor T cell production [J]. Biochiical and Biophysical Research Communications. 2018, 495(2): 1833-1838.

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[4] Chavez, A. R., Buchser, W., et al. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2009, 1182, 14-27.

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[7] Saba Ghassii, Felipe Bedoya, et al. Shortened T Cell Culture with IL7 and IL15 Provides the Most Potent Chimeric Antigen Receptor (CAR)-Modified T Cells for Adoptive Immunotherapy [J]. J Immunol. 2016, 196.

[8] Alizadeh D,Wong RA, et al. IL15 Enhances CAR-T Cell Antitumor Activity by Reducing mTORC1 Activity and Preserving Their Sti Cell Miory Phenotype [J]. Cancer Immunol Res. 2019 7(5):759-772.