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宁波大学赵玉芬院士团队发表研究论文揭示新冠病毒S蛋白引发细胞死亡的分子机制

发布日期:2021-08-31 作者:马华彬 文章来源:新药技术研究院、党委人才办  责任编辑:张乐 浏览量:

8月24日,宁波大学新药技术研究院赵玉芬院士团队与厦门大学细胞应激生物学国家重点实验室韩家淮院士课题组合作在Cell Discovery(细胞发现)期刊上发表题为“Pyroptosis of syncytia formed by fusion of SARS-CoV-2 Spike and ACE2 expressing cells”的原创性研究论文,该研究揭示了新冠病毒的刺突糖蛋白通过受体ACE2诱导细胞融合形成多核体(Syncytia)进而引发细胞焦亡的分子机制。

2019年底至今,新冠肺炎疫情在全球持续蔓延,让全人类遭遇了一场前所未有的公共卫生危机,严重影响了人们的正常生活,对世界经济造成了严重的影响。新冠肺炎疫情是全人类面临的共同挑战,愈发需要各国相互援助,相互支持,利用科技力量战胜病毒入侵。

研究表明S蛋白与位于细胞表面的受体ACE2(血管紧张素转换酶2)的相互作用,不仅介导了病毒的入侵,还会导致相邻细胞互相融合形成多核体(Syncytia)。在COVID-19的临床病理以及SARS-CoV-2感染的细胞中都观察到了Syncytia的形成,但是Syncytia的作用未明。在本研究中,研究人员将表达新冠S蛋白的细胞和表达受体ACE2的细胞共培养,然后通过共聚焦荧光显微镜以及活细胞智能成像监测仪观察,发现这两种细胞迅速发生融合,随着时间推移,融合的细胞越来越多,形成巨型的Syncytia,令研究人员惊讶的是,最后Syncytia会炸裂。通过使用抑制剂以及基因敲除技术,发现在Syncytia内,一种叫做半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase-9)的分子会被激活,进而激活Caspase-3/7,最终导致GSDME发生剪切,释放N-端的打孔结构域,N-GSDME在细胞膜上打孔,细胞膜破裂,内容物如LDH释放,细胞发生焦亡(Pyroptosis)。

赵玉芬院士团队自新冠疫情爆发以来,组成了“含磷抗病毒核苷药物”的研发团队,积极投入抗病毒药物和抗病毒机理研究。该团队已经逐渐形成了一支以磷化学生物学为核心,协同有机合成、分析、分子细胞生物学、结构生物学、药理学、生物信息学等多学科大交叉融合的新药研发团队。此前,该团队开发了全新的药靶发现方法,筛选到了一批非广谱高活性的药靶,确定了传统中药和临床试验西药治疗新冠肺炎的共同作用靶标,相关工作被世界卫生组织收录(PHARMACOL RES,2020)。韩家淮院士是先天性免疫信号转导领域的世界知名学者,是p38这个进化上保守的应激信号通路的发现者和权威专家,在细胞坏死、细胞焦亡的研究上也有引导性工作。双方的合作促进了原创性成果和高水平人才队伍的培养,双方将继续围绕新冠病毒的预防和治疗开展进一步研究工作。

宁波大学新药技术研究院为论文第一单位,宁波大学马华彬博士为该论文的第一作者兼通讯作者,宁波大学赵玉芬院士、厦门大学韩家淮院士为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金以及宁波市顶尖人才项目的资助。

据了解,Cell Discovery于2015年创刊,由Springer Nature和中国科学院分子细胞科学卓越中心合作出版,是Cell Research的姊妹刊。Cell Discovery主要在分子和细胞生物学的所有领域发表重要的和原创性的结果。

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