德国研究揭开新冠发病秘密,又一个蛋白被“勾结”

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综合报道:曹 晴

 

德国的深秋已经到来,然而从春季开始新冠病毒依然还是那样的猖獗,无数研究学者仍在继续解谜:

是什么让新冠病毒如此具有侵略性而且感染性也更强?

为什么感染新冠病毒后会出现,各种不同的疾病症状?

为什么有些感染者会丧失味觉、嗅觉?

新的科学研究给予了新的答案。重点是这一突破性发现,指出了新的潜在靶点,对于开发抗新冠病毒的药物有重要意义。

 

又一个被“勾结”的蛋白

该图显示了冠状病毒如何利用该尖峰停泊在人类细胞上

新冠病毒最有可能使用第二种方式作为进入细胞的入口。两个不同研究的研究小组独立地发现了这一点。

与之前的研究不同。

最初,研究人员证实新冠病毒是通过一种刺突蛋白(S Protein),劫持体细胞(宿主细胞)的特别的接收器(ACE2),然后启动一个允许病毒进入细胞内部的过程。

而现在的研究发现,新冠病毒可能还从第二个位置进入细胞(第二通道),即勾结神经纤毛蛋白1(Neuropilin-1, NRP1)进入细胞,这一发现也可以解释为什么新冠病毒肺炎(Covid-19)有如此多的不同症状。有的病患会致死,有的没有感觉。

来自德国神经退行性疾病研究中心、慕尼黑工业大学、哥廷根大学医学中心和芬兰赫尔辛基大学等研究机构的研究人员再将新冠病毒进入人体与之前的研究进行比较时发现了一个决定性的特点:

“神经纤毛蛋白1是一种可以促进新冠病毒进入细胞内部的因子。神经纤毛蛋白1定位于呼吸道和嗅觉上皮,这可能是一个重要的战略定位,但却有助于新冠病毒的感染和传播。”参与该研究的慕尼黑工业大学分子神经生物学教授米卡尔·西蒙斯(Mikael Simons)解释道。

相关研究结果的论文于2020年10月20日,在线发表在《科学/Science》期刊上,论文标题为“Neuropilin-1 facilitates SARS-CoV-2 cell entry and infectivity”。论文作者分别是慕尼黑工业大学的米卡尔·西蒙斯教授和赫尔辛基大学的的病毒学家朱塞佩·巴厘斯特里(Giuseppe Balistreri)教授。

 

进入细胞的开门者

 

简单地说,病毒可以通过呼吸道中存在的酶来分解:血管紧张素转换酶2(ACE2)是受体,帮助新冠病毒结合到细胞表面,其中一种名为II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TMPRSS2)对新冠病毒进入细胞至关重要。

西蒙斯教授解释说,“我们的研究起点是以,ACE2作为受体的SARS-CoV(2003年SARS/萨斯病毒)和新冠病毒进入人体,为什么会导致不同的疾病表现。”

“我们观察新冠病毒的‘刺突蛋白’,这是这种病毒进入宿主细胞的关键。”

“如果把ACE2视为进入细胞的入口,那么神经纤毛蛋白1可能是将病毒引导到门口的一个因素,”西蒙斯接着解释:

“ACE2在大多数细胞中低水平表达。因此,病毒很难找到入口进入。其他因素,如神经纤毛蛋白1,可能帮助病毒找到了大门。由于神经纤毛蛋白1在鼻腔内的神经组织中大量表达时,就如同当人们闻到或被新冠病毒入侵时,而神经纤毛蛋白1则在为新冠病毒的入侵之路铺上了一块儿红毯,是伪军。”

研究人员甚至有一种猜想,在病毒载量非常高的情况下,新冠病毒甚至可以在没有ACE2的情况下进入细胞。

通过嗅觉细胞进入大脑

神经纤毛蛋白1存在于人体许多不同的细胞中:如呼吸道组织,血管和神经元。

这可以解释为什么新冠病毒可以快速传播到身体的任何地方,造成各种不同的疾病表现。另一方面,新冠病毒感染仍主要限于下呼吸道。

在嗅觉上皮中,即在鼻腔上部区域的粘膜中存在特别高浓度的神经纤毛蛋白1。与研究结果相关,这可以解释为什么丧失味觉和嗅觉是感染新冠病毒患者中最常见症状之一。

因此,西蒙斯(Simons)教授的研究小组检查了6例新冠感染死亡患者的嗅觉上皮,发现它被新冠病毒感染。动物试验进一步表明,神经纤毛蛋白1能够将类似病毒的纳米分子从鼻黏膜运输到中枢神经系统。

《德国医学杂志》写道:“在中性前体细胞中也发现了这种病毒。这表明可能是大脑感染,通过嗅觉上皮直接连接到大脑。”

 

新疗法的起点

 

目前的研究表明,新冠病毒虽然需要ACE2受体才能进入细胞,但离不开神经纤毛蛋白1的阻力来进一步推动病毒在体内快速传播。

西蒙斯教授表示:“根据我们的推断,是神经纤毛蛋白1捕捉新冠病毒,还将它引导至ACE2受体。”

据悉,西蒙斯教授实验室正在测试新分子的效果。这是根据研究结果后,研究人员设计的一种分子,专门用于中断病毒和神经纤毛蛋白1之间联系的。

简而言之,或许可以产生一种新的对新冠病毒感染患者的治疗方法。

试验结果显示,细胞培养的初步测试很有希望。不过,这种阻断疗法是一种可行性疗法还为时过早,仍需要进行大量研究。

不管如何,新的一丝曙光再次出现。

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