对神经疏松素-1蛋白的新了解可以加速Covid疫苗研究

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在此图像中,框表示人类呼叫,绿色对象是SARS-COV-2。Covid-19病毒上的尖峰蛋白与ACE2蛋白受体(粉红色)附着并感染人细胞。信誉:布里斯托尔大学,CC BY-ND

当涉及冠状病毒侵入细胞时,探戈需要三个。该舞蹈从ACE2受体开始,一种允许SARS-COV-2的人体细胞上的蛋白质,使Covid-19的病毒进入和感染细胞。但现在进入一个新的舞伴 - 另一种蛋白质 - 存在于人体细胞上。这种探戈的三种蛋白质 - 两种人和一个病毒 - 增强了SARS-COV-2进入人细胞,复制和引起疾病的能力。

Covid-19在全世界患有瘫痪的医疗系统和经济体。正在进行非凡的努力来开发疫苗和其他疗法来打击这一点.但是对于这些成功的努力,了解病毒如何进入细胞是至关重要的。到那最后,在两篇论文中发表于科学在美国,两个研究小组各自发现了a称为神经疏素-1受体是SARS-COV-2进入和感染的替代门口.这是一个重大突破和惊喜,因为科学家认为神经疏素-1在帮助神经元中发挥作用,使得正确的联系并促使血管的生长。在这项新的研究之前,没有人怀疑神经疏松素-1可以是SARS-COV-2的门进入神经系统。

我的同事和一世这些报告特别感兴趣,因为作为研究如何的神经科学家被触发并传播给大脑,我们也探讨了神经疏虫素-1的活性。在最近的一篇论文中,我们的团队展示了神经内林-1的方式参与其中信号以及如何,当SARS-COV-2病毒附着到它时,它会阻断疼痛传播并减轻疼痛。新的工作表明,神经内林-1是Covid-19病毒感染细胞的独立门口。这次发现提供了可能揭示阻止病毒的方法的见解。

Neuropilin-1帮助SARS-COV-2进入

SARS-CoV-2的外表面有一种叫做Spike的蛋白质,它能让病毒附着在人体细胞的蛋白质受体上。认识到Spike的一小部分与人类已知的蛋白质序列区域相似与神经疏突受体结合,两项研究团队意识到神经疏松素-1对于感染细胞可能是至关重要的。

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对神经疏松素-1蛋白的新了解可以加速Covid疫苗研究
Covid-19病毒上的尖峰蛋白依附于ACE2(粉红色)和神经疏松素-1(黄色)蛋白质蛋白,其存在于同一人体细胞上。信誉:布里斯托尔大学,CC BY-ND

使用一种叫做X射线晶体学,这允许研究人员在单个原子的分辨率下看看钉蛋白的三维结构,以及其他生化方法,詹姆斯L.布里斯托尔大学戴利和同事表明,这种短序列从钉子附着在神经疏虫素-1上。

在实验室中的实验中,SARS-COV-2病毒能够感染缺少神经疏素-1的人细胞。

在同时含有ACE2和neuropilin-1蛋白的细胞中,SARS-CoV-2感染比单独含有“门道”的细胞更严重。

戴利和同事们表明,如果使用,SARS-COV-2能够感染更少的细胞一个名为eg00229的小分子或抗体阻断穗蛋白对神经疏松素-1的抗性。

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当Covid-19病毒(绿色)上的尖峰蛋白质附着在同一人体细胞上的ACE2(粉红色)和神经内素-1(黄色)蛋白上时,病毒能够感染更多细胞。信誉:布里斯托尔大学,CC BY-ND

神经素-1受体帮助病毒感染细胞

使用类似的方法,一支由德国和芬兰的研究人员得出了和第一项研究相同的结论。具体来说,该研究小组表明,neuropilin-1对于SARS-CoV-2病毒进入并感染细胞至关重要。

通过使用一种抗体阻断神经肽-1受体蛋白的一个区域,研究人员发现,从COVID-19患者身上采集的SARS-CoV-2不能感染细胞。

在另一个实验中,慕尼黑工业大学的Ludovico Cantuti-Castelvetri和他的同事将银颗粒连接到实验室中制成的合成尖峰蛋白质,发现这些颗粒能够进入在其表面上携带神经疏素-1的细胞。当他们在活小鼠中做了同样的实验时,他们发现银颗粒进入鼻子的细胞。研究人员惊讶地发现穗蛋白也可以进入大脑内的神经元和血管。

使用人类尸体的组织,Cantuti-Castelvetri和同事注意到,在人类呼吸和鼻腔的细胞中存在神经疏突-1,而ACE2蛋白不是。这证明神经疏松林-1为Covid-19病毒提供了一种独立的门口,以感染细胞。

此外,neuropilin-1阳性的COVID-19患者鼻道内壁细胞也对Spike蛋白呈阳性。这些发现证实了斯派克利用神经素-1蛋白感染体内不存在ACE2的人体细胞。

这显示了neuropilin-1如何让SARS-CoV-2感染细胞。图片来源:布里斯托大学

Neuropilin-1可以阻断病毒,癌症和疼痛

在最近报道的令人惊讶的发现中我们的实验室,我们发现了SARS-COV-2穗蛋白有疼痛缓解效果.更令人惊讶的是,发现这种镇痛作用与神经安定1受体有关。

我们证明了尖峰阻止了蛋白质与神经植物-1的结合,这阻断了疼痛信号并带来了疼痛缓解。这是因为当该蛋白质称为血管内皮生长因子A(VEGF-A) - 这是由许多人产生的在正常情况下,在身体与神经素-1结合时,它通过传递疼痛信息的兴奋神经元启动疼痛信号传递过程。

因此,该病毒向我们揭示了一个潜在的新靶点——神经素-1受体——用于管理慢性疼痛。现在如果我们能破译出神经肽-1是如何影响疼痛信号的,那么我们就能针对它设计出阻断疼痛的方法。

在我们的实验室中,我们现在正在利用尖峰如何啮合Neuropilin-1来设计新的疼痛抑制剂。在本报告中在预印刷服务器Biorxiv上,我们已经确定了一系列新化合物,其以模拟尖峰的方式与神经疏松素-1结合。这些分子具有干扰神经疏松素-1功能,包括SARS-COV-2病毒进入,并阻断疼痛信号甚至癌症生长。

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对神经疏松素-1蛋白的新了解可以加速Covid疫苗研究
来自病毒的刺突蛋白可以阻断人血管内皮生长因子- a - VEGF-A(绿色)与人细胞上的神经素-1相互作用,从而阻断疼痛信号。资料来源:萨曼莎·佩雷斯-米勒博士CC BY-ND

更多舞蹈伙伴来

Daly及其同事和Cantuti-Castelvetri和同事将集体重点转移到神经疏素-1上的潜在新目标,作为Covid-19疗法的潜在新目标。

这些研究也暗示了针对刺突蛋白疫苗的发展。或许最重要的意义是,Spike的neuropilin-1结合区应该用于COVID-19的预防。由于许多其他人类病毒,包括埃博拉病毒、HIV-1和禽流感的高致病性毒株,也共享这一Spike特征序列,因此neuropilin-1可能是病毒侵入的混杂介质。

但似乎探戈还没有结束。更多的舞蹈伙伴已经出现了。Pikfyve Kinase.CD147- 也显示出两种蛋白质粘贴穗并促进病毒进入。这些新合作伙伴是否占据中心阶段或者将第二个小提琴发挥到ACE2和神经疏松素-1仍有待观察。


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引文对neuropilin-1蛋白的新认识可以加快COVID - 19疫苗研究(2020年10月23日),2021年5月28日从//www.puressens.com/news/2020-10-neuropilin-protein-covid-vaccine.html检索
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