4月23日晚上八點(diǎn)，賽業(yè)生物開始了第一期課程，需要課件的老師可以關(guān)注賽業(yè)生物微信公眾號，后臺留言“第一期課件”。針對課程中，各位老師提出的問題，我們進(jìn)行了收集整理，下文為課程中的問題與解答。

 

Q1： 想咨詢下：如果用小鼠篩選藥物的話，是不是還要用真病毒感染?

A：一般用動物模型篩藥，是要用到真病毒感染的或者臨床分離株的。

 

Q2：可以講一下目前關(guān)于不同冠狀病毒感染宿主受體靶點(diǎn)的研究進(jìn)展嗎？

A：在昨天的課程已經(jīng)有提到，不同冠狀病毒的宿主靶點(diǎn)，HCoV-NL63、SARS-CoV、SARS-CoV-2冠狀病毒受體都是ACE2，HCoV-229E、PEDV、PRCV冠狀病毒的人類受體均是APN，MERS-CoV、HKU4特異性受體是DPP4，MHV結(jié)合CEACAM1等等，有些病毒與宿主細(xì)胞表面的糖受體結(jié)合以進(jìn)行病毒附著，這個我會在第三期課程詳細(xì)講到。那么這里肯定有人會問道，關(guān)于不同病毒相同受體結(jié)合的方式是一樣的嗎？回答是不一樣，這里簡單提一下，S蛋白分為S1頭部和與宿主細(xì)胞膜進(jìn)行融合的融合莖S2兩個功能部分，蛋白從融合前到融合后的構(gòu)象改變受到多種因素的影響，比如說PH值、細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞過程中的溶酶體蛋白酶，轉(zhuǎn)化切割酶、彈性蛋白酶以及細(xì)胞表面蛋白酶等等。

 

PS:昨天有一位同學(xué)對上述回答提出了疑問，

 

今天就附上回答的出處吧~

 

參考文獻(xiàn)：Adriaan H.de Wilde,Eric J.Snijder et al, Host Factors in Coronavirus Replication, Current Topics in Microbiology and Immunology, 2018.

 

Q3：你好，請問，我們機(jī)體都存在機(jī)體免疫，為什么病毒還很輕松的感染人機(jī)體，是怎么逃避人的機(jī)體免疫的呢？

A：免疫逃逸大家都知道，就是病原體逃避了機(jī)體免疫系統(tǒng)的識別，抗原發(fā)生突變，逃逸已建立的抗感染抗體的中和和阻斷作用；也有的是病原體通過其結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)產(chǎn)物，拮抗、阻斷和抑制機(jī)體的免疫應(yīng)答；第三種是干擾免疫效應(yīng)。那么對于新冠病毒來說，是哪一種免疫逃避機(jī)制呢？具有正鏈RNA基因組的病毒只能在胞質(zhì)中復(fù)制，精心修飾細(xì)胞內(nèi)膜以形成病毒RNA復(fù)制的細(xì)胞器，也就是說穿上了不是自己的新衣來偽裝自己，逃避免疫系統(tǒng)的識別。同時有文獻(xiàn)報道，SARS-S 蛋白可以誘導(dǎo)TNF-α的產(chǎn)生，以促進(jìn)病毒進(jìn)入細(xì)胞。

 

Q4：受體在不同組織的分布及在除肺部以外的局部感染中的作用

A：這里的受體應(yīng)該主要是指ACE2，ACE2在各組織的分布情況，我根據(jù)在gene card上調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀，我參考的是第一欄GTEX Illumina RNAseq數(shù)據(jù)來看，ACE2除了在肺部分布，在免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉、內(nèi)臟、分泌、生殖系統(tǒng)均有表達(dá)，從圖中可以看出，淋巴結(jié)、心臟、小腸、結(jié)腸、脂肪細(xì)胞、腎臟、肝臟、肺、甲狀腺、乳腺、 前列腺、睪丸中相對表達(dá)量要高一些。

 

因為ACE2是血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2，參與RAS腎素-血管緊張素調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能。ACE將無活性的血管緊張素I轉(zhuǎn)化為調(diào)控血管收縮的血管緊張素II，而ACE2將血管緊張素II又可以裂解成血管舒張肽Ang1-7，保護(hù)心臟、舒張血管、抗生長、抗增殖，還可以增強(qiáng)緩激肽的活性。

 

在腎臟中，Ang1-7通過與G蛋白偶聯(lián)受體Mas作用，誘導(dǎo)血管舒張和血管保護(hù)，發(fā)揮抗纖維化、抗增殖和抗炎作用。在心血管系統(tǒng)中，RAS系統(tǒng)調(diào)節(jié)體液平衡、血壓平衡并維持血管張力。而ACE2是RAS系統(tǒng)中的重要調(diào)節(jié)蛋白，RAS過度激活或者耗盡都會導(dǎo)致血管功能障礙，表現(xiàn)為動脈粥樣硬化、冠心病、猝死、心力衰竭和中風(fēng)等心血管疾病。同時，ACE/AngII/AT1受體途徑的激活與驗證、氧化應(yīng)激、纖維化、胰島素抵抗等過程相關(guān)，因此，在糖尿病性心肌病、糖尿病性神經(jīng)疼痛等研究中，ACE2也發(fā)揮著重要的功能。

 

Q5：COVID—19與SARS在受體識別過程中有沒有差異？與受體結(jié)合后最可能以什么機(jī)制入侵？

A：SARS-CoV-2與SARS-CoV在受體識別過程中是有差異的，參考李放的一篇文獻(xiàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)，受體結(jié)合位點(diǎn)出現(xiàn)了自然變異，SARS-CoV-2在T487/D480/N479/F442/F472位點(diǎn)均出現(xiàn)了適應(yīng)性變異，使病毒與ACE2結(jié)合能力變得更強(qiáng)。與受體結(jié)合以后，病毒怎么入侵呢？S1結(jié)構(gòu)域及其同源受體之間的相互作用觸發(fā)S2構(gòu)象改變，從而促進(jìn)病毒和細(xì)胞膜之間的膜融合。研究表明跨膜絲氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）和呼吸道胰蛋白酶樣蛋白酶TMPRSS11D，可以裂解HCoV-229E和SARS的S1/S2位點(diǎn)。那么SARS-CoV-2是以怎樣的方式進(jìn)入細(xì)胞的呢，目前還沒有明確報道，這里以SARS-CoV為例來說明一下，首先SARS-CoV S蛋白在病毒包裝期間不會被原蛋白轉(zhuǎn)化酶切割，因此在成熟病毒體上該結(jié)構(gòu)是完整的，而SARS-CoV通過內(nèi)吞作用進(jìn)入宿主，S蛋白會被溶酶體蛋白酶切割，低PH值在SARS-CoV進(jìn)入細(xì)胞時激活溶酶體蛋白酶，進(jìn)一步激活SARS-CoV刺突蛋白為膜融合做準(zhǔn)備，這里，除了溶酶體蛋白酶外，組織蛋白酶，胞外的彈性蛋白酶和細(xì)胞表面蛋白酶也可以激活S而促進(jìn)膜融合，蛋白酶可能有助于病毒的組織傾向性。而對于SARS-CoV-2來說，目前有研究表明TMPRSS2對病毒的切割并且有利于病毒入侵，我比較傾向于這種入侵方式。

參考文獻(xiàn)：Yushun Wan, Jian Shang, Rachel Graham, Ralph S. Baric, Fang Li. Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS. JVI. 2020.

 

Q6：目前有哪些突變體的ACE2 受體，突變后的受體與S蛋白的結(jié)合能力有什么變化？

A：一般情況下不是ACE2突變，而是病毒結(jié)合位點(diǎn)突變，這里所說的ACE2突變是不是想說不同物種ACE2的差異？不同宿主物種的ACE2與病毒接觸的關(guān)鍵殘基差異如下表。

參考文獻(xiàn)：Yushun Wan, Jian Shang, Rachel Graham, Ralph S. Baric, Fang Li. Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS. JVI. 2020.

 

研究者用等離子體共振的方法SPR surface plasMon resonance來研究病毒與宿主之間的相互作用動力學(xué)特性，研究發(fā)現(xiàn)ACE2與S蛋白胞外域結(jié)構(gòu)的親和力為15nM（平衡解離常數(shù)），是ACE2與SARS-S蛋白胞外域結(jié)合親和力的10-20倍。

 

Q7：冠狀病毒感染宿主的靶點(diǎn)有哪些？

A：HCoV-NL63/SARS-CoV/SARS-CoV-2 靶點(diǎn)為ACE2；TGEV（豬傳染性胃腸炎冠狀病毒）/PEDV（豬流行性腹瀉冠狀病毒）/PRCV（豬呼吸道冠狀病毒）靶點(diǎn)為APN；MERS-CoV/HKU4蝙蝠冠狀病毒 靶點(diǎn)為DPP4；這些都是病毒S蛋白中S1結(jié)構(gòu)部分C末端區(qū)域與靶點(diǎn)發(fā)生結(jié)合。而鼠肝炎病毒MHV結(jié)合CEACAM1（一種黏附分子）靶點(diǎn)，還有些是直接與糖結(jié)合。

 

關(guān)于冠狀病毒小鼠模型相關(guān)的問題，俞曉峰博士將在下周三晚上19:00—20:00為大家?guī)�來相關(guān)的直播課程，主題為：基因編輯小鼠在冠狀病毒研究中的應(yīng)用。請大家持續(xù)關(guān)注~

PS：已經(jīng)在答疑群的同學(xué)不需要再報名