科学家发现人体中哪些细胞最容易受到这种病毒的感染 SARS-CoV-2 ,根据细胞产生的蛋白质类型确定病原体的假定目标。
当初非典时期2000 年代初,研究人员发现该病毒负责,并被官方指定为SARS冠状病毒,在两种蛋白质的帮助下感染细胞:一种称为血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 的受体,可帮助病毒与细胞结合;另一种称为 II 型跨膜丝氨酸蛋白酶 (TMPRSS2) 的酶,可介导细胞的感染。
今年早些时候,科学家发现SARS-CoV-2- 导致的那个- 利用相同的两种蛋白质,为研究人员在细胞水平上识别病毒最易受影响的目标提供重要线索:呼吸道和肠道组织中同时表达 ACE2 和 TMPRSS2 的细胞。
“一旦我们意识到这些蛋白质的作用已得到生化证实,我们就开始寻找这些基因在我们现有数据集中的位置,”说波士顿儿童医院的免疫学家何塞·奥尔多瓦斯·蒙塔尼斯 (Jose Ordovas-Montanes)。
“我们确实处于有利位置,可以开始研究这种病毒可能真正针对的细胞。”
在涉及数十名科学家的大规模、多机构努力中,研究人员梳理了多个 RNA 测序数据集,编译了人类、非人类灵长类动物和小鼠中数千种不同细胞的信息。
特别是,该团队正在寻找肺、鼻道和肠道中数百种细胞类型的基因表达模式,这些区域是我们已知的身体区域。SARS-CoV-2。
“因为我们拥有这个令人难以置信的信息库,我们能够开始研究什么可能是感染的靶细胞,”说麻省理工学院的化学物理学家 Alex Shalek。
“尽管这些数据集并不是专门为研究而设计的[],希望它能让我们快速开始确定一些可能相关的事情。”
最终,分析表明,只有一小部分人类呼吸道和肠道细胞具有同时表达 ACE2 和 TMPRSS2 的基因。
在这些细胞中,确定了三种主要细胞类型:称为 II 型的肺细胞肺细胞(有助于维持气囊,称为肺泡);肠细胞称为肠上皮细胞,帮助身体吸收营养;和杯状细胞在鼻腔中,分泌粘液。
ACE2 和 TMPRSS2 是否需要位于同一个细胞上,或者 TMPRSS2 的可溶形式是否可以漂浮并完成相同的工作,仍然是未来研究的一个领域。研究人员表示,了解最明显靶标的细胞类型可能对未来的工作有很大帮助,包括研究开发潜在的抗病毒药物来对抗病毒。。
“这可能不是完整的故事,但它确实描绘了一幅比以前更精确的图景,”奥尔多瓦斯-蒙塔内斯解释说。
“现在我们可以有一定程度的信心地说,这些受体在这些组织中的特定细胞上表达。”
在新的结果中,研究小组还做出了一个令人费解的发现。免疫蛋白家族称为干扰素通常帮助身体抵抗感染的 ACE2 基因被证明可以刺激产生 ACE2 蛋白的 ACE2 基因。
其原因尚不清楚,但这意味着我们身体针对病原体的自然防御机制之一,在这种情况下,实际上最终可能会促进SARS-CoV-2,通过上调病毒用来粘附细胞的受体的产生。
如果是这样,这可能是偷偷摸摸的进化适应的一个例子,尽管研究人员表示,要弄清楚这里发生了什么,还有很多工作要做。
“这不是唯一的例子,”奥尔多瓦斯-蒙塔内斯解释说。
“还有其他冠状病毒和其他病毒的例子实际上,它以干扰素刺激的基因为目标,作为进入细胞的途径。从某种程度上来说,这是宿主最可靠的回应。”