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蝙蝠MERS相关冠状病毒使用ACE2为功能性受体|水木视界iss.37

出处:水木未来日期:2023-02-23 10:37:55


编者按


NeoCoV于2012年在南非的开普棕蝠样本中被发现,是目前自然界已发现的最接近中东呼吸综合征病毒(MERS-CoV)的一种冠状病毒。2022年12月07日,严欢研究组在探索多种代表性蝙蝠冠状病毒功能性受体的过程中,发现NeoCoV和PDF-2180这两种MERS相关冠状病毒的假病毒能够以较低效率进入外源表达人ACE2受体的细胞。而领域内的人已经熟知,ACE2是新冠病毒SARS-CoV-2 Sarbecovirus亚属冠状病毒的受体。这一结果首次揭示了MERS相关冠状病毒可以使用ACE2而非DPP4(MERS-CoV等Merbecovirus亚属冠状病毒的受体)进入细胞,改变了人们传统的认知。



Coronaviruses Use ACE2 Receptor in Bats, Similar to SARS-CoV-2

Copyright@GEN News

对病毒受体的理解是探索人类人畜共患疾病的关键。众所周知,2003年的原始SARS病毒和SARS-CoV-2通过血管紧张素转换酶2(ACE2)受体进入人体细胞。与之相关的中东呼吸综合征冠状病毒(MERS)和几种蝙蝠冠状病毒以二肽肽酶-4(DPP4,dipeptidyl peptidase 4)作为受体。NeoCoV与蝙蝠中发现的MERS-CoV亲缘关系最近,但其受体仍然不清楚。

现在,新的研究表明,NeoCoV及其近亲PDF-2180可以通过冠状(S)蛋白上的受体结合域(RBDs)有效结合特异性的蝙蝠ACE2正构体和人类ACE2受体。但目前这些冠状病毒与人类ACE2细胞受体仅微弱结合,还不清楚他们能否在人体内引起疾病的爆发。

作者指出,"迄今为止,没有证据表明NeoCoV和PDF-2180可以感染蝙蝠以外的其他哺乳动物"。以上内容发表在Nature 杂志上,标题为Close relatives of MERS-CoV in bats use ACE2 as their functional receptors。

许多沙巴科病毒(sarbecoviruses)、一种阿法拉科病毒(setracovirus)和一系列梅尔贝科病毒(merbeco viruses)都有与某些动物细胞上的ACE2结合的能力。导致不同的冠状病毒使用ACE2作为进入受体的趋同进化仍不清楚。

冷冻电镜分析显示,与其他已知使用ACE2受体的冠状病毒相比,NeoCoV具有与蝙蝠ACE2受体结合的特异方式。

更具体地说,电镜揭示了 "一个涉及蛋白质-聚糖相互作用的RBD-ACE2结合界面,与其他已知的以ACE2为受体的冠状病毒不同"。作者发现人类ACE2的残基337-342是限制NeoCoV进入的一个分子决定因素,而含有T510F RBD突变的NeoCoV S假型病毒则有效地进入了表达人类ACE2的细胞。

发现ACE2是NeoCoV和PDF-2180的宿主细胞受体,这些病毒与人类病原体MERS-CoV密切相关为未来应对这些病毒可能的人畜共患传播开辟了新途径。这一信息有助于建立一个“可能成为人畜共患疾病的动物病毒家族”的观察清单。

研究人员解释说,缺乏关于蝙蝠冠状病毒结合哪些细胞受体的知识限制了对其进入细胞的方式和病毒的种间传播倾向的科学理解。目前这项研究的研究人员还试图收集可能为MERS-CoV的起源提供线索的数据。结果支持先前的假设,即MERS-CoV可能是在像NeoCoV的病毒和偏好DPP4细胞受体的病毒之间发生重组事件后出现的。

这两种病毒,NeoCoV和PDF-2180,偏好属于Vespertilionidae物种的Vesper蝙蝠的ACE2细胞受体。大多数梅尔贝科病毒都是在该多样化的、广泛分散的蝙蝠物种中发现。

虽然NeoCoV对人体细胞上的ACE2受体没有很强的亲和力,但科学家们指出,NeoCoV可能会发生适应性变化从而更容易进入人体细胞。SARS-CoV-2的关键细胞结合区域的广泛突变,特别是Omicron变体,表明其他冠状病毒可能拥有仍未发现的通过突变产生适应性变化的能力。

另一方面,病毒从一个动物物种转移到另一个动物物种是一个复杂的过渡,不仅涉及到识别被转移物种的细胞受体,还涉及到完全不同的宿主的免疫反应、接触机会、适合病毒复制的条件以及许多其他因素。

研究人员还提到,MERS-CoV抗体和目前通过COVID-19疫苗接种产生的抗体并不能充分中和NeoCoV和PDF 2180病毒。但是结果显示,针对NeoCoV和PDF-2180的进化保守区域的广义中和抗体确实抑制了这些病毒进入细胞。研究人员建议,应该考虑利用这些作用更广泛的抗体以防止这些病毒蔓延到人类。

水木未来丨视界iss.37

Credit@GEN News

"Coronaviruses Use ACE2 Receptor in Bats, Similar to SARS-CoV-2"

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