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首张新冠病毒感染人肺细胞分子反应图绘出|国际战“疫”行动

发布时间:2020-12-07 11:35 来源:科技日报

新冠病毒究竟是如何劫持并迅速对人肺细胞造成损害的?通过将生物工程人类肺泡细胞与高精度质谱技术相结合,美国波士顿大学医学院研究人员绘制出首张人肺细胞感染新冠病毒的分子反应图,从而为阻断新冠病毒提供了病理学基础和新的治疗靶标。

图片来源:物理学家组织网

研究人员发现,一种重要的蛋白质修饰类型——磷酸化,在被新冠病毒感染的肺细胞中变得异常。蛋白质的磷酸化在调节生物体细胞内的蛋白质功能中起主要作用,在正常细胞中,蛋白质丰度和蛋白质磷酸化通常是高度受控的过程。但是,他们发现新冠病毒使肺细胞混乱,导致这些细胞内蛋白质数量和蛋白质磷酸化频率发生异常变化。这些异常变化有助于病毒繁殖并最终破坏细胞,感染细胞的破坏可能导致广泛的肺损伤。

研究人员称,新冠病毒进入肺细胞后,就开始快速利用细胞的核心资源,而这些资源是细胞正常生长和发挥功能所必需的。病毒利用这些资源进行增殖,同时逃避了人体免疫系统的攻击。通过这种方式,新病毒形成,随后离开严重受损的肺细胞,使其自我毁灭。这些新病毒随后又感染其他细胞,重复相同的周期。

研究人员检查了新冠病毒感染后1小时到24小时内的肺泡细胞,以了解肺细胞发生的即时(在新冠病毒感染后1、3和6小时)变化以及感染24小时后发生的变化,然后与未感染的细胞进行比较。提取来自感染和未感染的肺泡细胞的所有蛋白质(对应于不同的时间点),并用独特条形码标签进行标记,对蛋白质和细胞中的磷酸化丰度进行可靠的量化。

结果表明,与正常未感染的肺细胞相比,新冠病毒感染的肺细胞在数千种蛋白质的丰度和磷酸化事件中显示出巨大的变化。此外,新冠病毒最早在感染后1小时就引起了大量此类变化,并为完全劫持宿主肺细胞奠定了基础。

为确定新冠病毒治疗的潜在机会,研究人员还对数据进行了分析,发现至少18种已经存在的临床批准药物,最初为其他医学病症开发,可能阻止新冠病毒在肺细胞中的增殖,有望用于新冠病毒治疗。

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