新冠病毒具有较高的传染性,迄今已造成全球近500万人感染,30余万人丧生。由于目前尚无针对新冠病毒的特效药,其疫苗也正在研发之中,尚未成功问世。究其根本原因,还是在于新冠病毒和其他冠状病毒存在差异,我们缺乏对其靶点的认知。
再生医学网获悉,2020年5月14日,来自德国法兰克福大学和歌德大学的研究人员在顶级杂志《Nature》上发表了针对SARS-CoV-2感染特征及COVID-19潜在治疗靶点的最新研究成果。研究者们发现,SARS-CoV-2在感染细胞过程中重塑了中枢细胞通路,包括翻译,剪接,碳代谢和核酸代谢,而靶向这些途径的小分子抑制剂可以抑制该病毒在细胞中复制。
研究人员利用人结肠上皮癌细胞系Caco-2,建立了感染SARS-CoV-2的细胞培养模型。通过检测到感染SARS-CoV-2的 Caco-2,在24小时后出现细胞致病作用,且24小时内上清液中病毒的RNA拷贝持续增加,病毒核蛋白也可被染色,表明该细胞培养模型可用于研究SARS-CoV-2感染细胞的生命周期的不同过程。
为了确定SARS-CoV-2感染的特征,研究者们利用多重增强蛋白质动力学(mePROD)方法,对感染SARS-CoV-2并培养2-14小时的Caco-2细胞进行蛋白质差异分析。结果发现,与其他病毒抑制宿主蛋白的合成进而增加病毒蛋白的合成不同, SARS-CoV-2仅对宿主翻译能力产生轻微影响,因此,研究人员推测SARS-CoV-2复制可能对翻译抑制敏感。其测试了两种翻译抑制剂——环己酰亚胺(翻译延伸抑制剂)和曲美汀(抑制40S核糖体蛋白S14),发现它们在无毒浓度下均显著抑制SARS-CoV-2复制。
研究者分析了细胞感染病毒后宿主蛋白质组的变化,结果发现宿主蛋白质组在感染后24小时进行了广泛的调节,主要聚类为感染过程中富含胆固醇代谢蛋白的减少及包括碳水化合物和RNA剪接的修饰蛋白的增加。然后测试了抑制剪接或糖酵解能否抑制SARS-CoV-2的复制,发现剪接体抑制剂pladienolide B(靶向剪接因子SF3B117)和2-DG(己糖激酶的一种抑制剂)的加入可明显阻止SARS-CoV-2在Caco-2在细胞中复制。
为了确定SARS-CoV-2复制的其他潜在抑制剂,研究人员检测到一些与病毒蛋白的变化趋势相似的蛋白,主要注释为由各种核酸代谢子途径组成的主要代谢途径簇。因此测试了核苷酸抑制剂利巴韦林对细胞中SARS-CoV-2复制的影响,发现其在低微摩尔浓度和临床可达到的浓度下抑制SARS-CoV-2复制。
除此之外,研究人员还发现与蛋白质稳态相关的蛋白也表现出与病毒蛋白高度相似的趋势。因此使用小分子抑制剂NMS-873测试蛋白稳态扰动对SARS-CoV-2复制的影响,发现NMS-873在低纳摩尔浓度下可抑制SARS-CoV-2复制。
最后,
再生医学网认为,通过上述研究成果,会给全球疫苗研制提供宝贵的思路,并且还能够大大提升临床针对新冠肺炎的治疗能力,并进一步优化现存的治疗方案,并最终让患者能够尽早摆脱新冠肺炎所带来的痛苦与折磨。