Cell重磅:确定了冠状病毒赖以生存的关键分子,指出治疗方法,或可用于所有冠状病毒
冠状病毒,包括普通感冒病毒以及更严重的病毒。在2002年导致致命的SARS流行的SARS-CoV病毒是一种冠状病毒,而在中东引起暴发的MERS病毒也是如此。全球已经爆发了多次冠状病毒,该病毒家族具有很高的大流行潜力。COVID-19已经严重影响了人类的经济发展和社会秩序。截止目前,全球累计确诊病例数已超过6800万例,累计死亡人数超过150万人。
2020年12月8日,加利福尼亚大学的研究人员在国际顶刊" Cell "上在线发表了题为"Genetic screens identify host factors for SARS-CoV-2 and common cold coronaviruses"的研究,该研究确定了人类细胞中冠状病毒赖以生存的关键分子过程,研究指出了治疗COVID-19的方法,而且还可以治疗可能出现的未来冠状病毒。
像所有病毒一样,冠状病毒只能在宿主细胞内生长,并依靠宿主细胞的分子繁殖。因此,该研究针对病毒生存的人体分子,而不是病毒本身的成分。
在这项新研究中,研究人员用SARS-CoV-2和其他两种会引起普通感冒的冠状病毒感染人类细胞,三种病毒都杀死了细胞。接下来,使用CRISPR-Cas9基因编辑技术对细胞进行了突变,并研究了哪些突变使细胞更不容易受到冠状病毒的侵害。
结果在意料之中,已知SARS-CoV-2需要人类ACE2受体进入人类细胞,ACE2基因突变的细胞不再被SARS-CoV2感染或杀死。
然而,研究人员发现某些基因突变阻止了所有三种冠状病毒成功感染和杀死细胞,是已知的控制人类细胞中两种脂质分子(胆固醇和磷脂酰肌醇磷酸酯(PIP))平衡的基因突变。
筛查确定感染SARS-CoV-2、229E和OC43的重要宿主因子
为了验证胆固醇和PIP基因在冠状病毒感染中的重要性,研究人员设计了完全缺乏这些基因的人类细胞,并用病毒感染了它们。缺乏这些基因的细胞被这三种冠状病毒所保护。同样,当研究小组使用现有化合物来破坏PIP或胆固醇的平衡时,细胞对任何病毒的感染都不那么敏感。
结果表明,靶向胆固醇或PIP可能是一种很有前景的对抗多种冠状病毒的策略,磷脂酰肌醇激酶和胆固醇稳态的药理抑制作用降低了所有三种冠状病毒的复制。确定了磷脂酰肌醇磷酸酯的生物合成和胆固醇稳态是支持所有三种冠状病毒感染的关键宿主途径。
但是,在三种研究的病毒之间,并非所有结果都相同。两种常见的感冒冠状病毒并不需要SARS-CoV-2感染所需的某些人类分子,反之亦然。这些发现可以很好的解释是什么使SARS-CoV-2比其他两种病毒更具致命性。
对已鉴定的宿主因子的药理抑制可减少冠状病毒的感染
团队指出,需要做更多的工作来测试针对PIP和胆固醇的药物的有效性,以及它们是否可以有效地阻止病毒生长而不引起危险的副作用。他们还希望使用其他冠状病毒(包括首批SARS-CoV和MERS病毒)重复进行筛选,以确定他们确定的新靶标的通用性。
对于病毒而言,传统观点是针对独特的病毒靶标设计药物,这意味着每次出现新病毒时都需要花费太多的时间开发药物,如果能够开发出针对宿主细胞分子的更广泛的抗病毒药物,那将大大有助于为未来的大流行病毒做好准备。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.12.004
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