ACE-2:新型冠状病毒入侵人体门户的关键靶点
2019 年底神秘病毒现身武汉,引发的肺炎在春节之际,以迅雷不及掩耳的态势席卷全国,一时之间,风声鹤唳,全城戒备。
国内研究团队迅速响应,解析出病毒结构,发现其与 2003 年肆虐的 SARS 冠状病毒极为相似,是同样具有刺突(spike)的新型冠状病毒,且在基因序列上有高达 86.9% 的相似性。因而被命名为 2019-novel coronavirus,即 2019-nCoV。
2019-nCoV 病毒,图片来源:www.theendofhistory.net
01
ACE-2
为病毒感染打开「大门」
冠状病毒感染的前提条件是进入宿主细胞。在此过程中,病毒表面的刺突糖蛋白识别宿主细胞受体,从而诱导病毒包膜和细胞膜融合。
与 SARS 感染相同,2019-nCoV 通过其刺突糖蛋白与宿主细胞受体——血管紧张素转化酶Ⅱ(ACE-2)结合,进而感染人的呼吸道上皮细胞。可见,ACE-2 是此次新型冠状病毒感染的关键分子[1-3]。
ACE 蛋白结构示意图,图片来源:Wikiwand
ACE-2 是与 ACE 具有同源性的 I 型跨膜金属羧肽酶,在肾素-血管紧张素系统(RAS)中发挥关键的作用,还可以作为高血压治疗的重要靶点[4]。
ACE-2 在心脏、肺、肾脏和肠胃中都有表达,所以通过该靶点进行感染的病毒不仅会在呼吸道中引发病变,同样在消化道中作恶[5-6]。
此次 2019-nCoV 的病症反应除干咳、体热和肺部病变外,还会有腹泻和恶心,且后者的反应比 SARS 更加严重。除此之外,传播途径不仅包括飞沫,现在发现病人的排泄物也可传染。
02
有力战略
靶向病毒与 ACE-2 结合
由此可见,阻断病毒和 ACE-2 的结合是治疗方向之一,之前在 SARS 的治疗研究中发现,使用可溶性的 ACE-2 受体或抗 ACE-2 的抗体,可以用来阻断 SARS-CoV 和该受体的结合,从而达到扰乱病毒感染细胞过程的目的[7]。
ACE-2 是介导 SARS 或 2019-nCoV 感染的关键分子,可溶性 ACE-2 或者抗 ACE-2 抗体可用于干扰病毒和受体的相互作用。
1 月 31 日,德国莱布尼兹灵长类动物研究所 Markus Hoffmann 等人在 bioRxiv 发表题为「The novel coronavirus 2019 (2019-nCoV) uses the SARS-coronavirus receptor ACE2 and the cellular protease TMPRSS2 for entry into target cells」的文章,证明 2019-nCoV 通过 SARS 冠状病毒受体 ACE-2 进入人体,而细胞蛋白酶 TMPRSS2 用于 2019-nCoV-S 引发。TMPRSS2 抑制剂阻止进入,可作为治疗选择。
最后,该研究显示了来自恢复期 SARS 患者的血清中和了 2019-nCoV-S 的进入。该研究结果揭示了 2019-nCoV 和 SARS 冠状病毒感染之间的重要共性,提供了抗病毒干预的潜在靶标。
Bio-Techne 为 2019-nCoV 的抗病毒研究提供多种工具,包括 ACE-2 重组蛋白、抗体及相关小分子抑制剂等,以期待早日打赢这场没有硝烟的战争。
重组蛋白 | ||
抗体 | ||
小分子化合物 | ||
检测试剂 | ||
参考文献
1. The L. Emerging understadings of 2019-nCoV. Lancet. 2020.
2. Zhu N. et al. (2020) N Engl J Med.
3. Chan JF. et al. (2020) Emerg Microbes Infect. 9: 221-36.
4. Rota, P.A. et al. (2003) Science 300:1394.
5. Harmer, D. et al. (2002) FEBS Lett. 532:107.
6. Leung, W.K. et al. (2003) Gastroenterology 125:1011.
7. Li, W. et al. (2003) Nature 426:450.