SARS-CoV-2已被證明是COVID-19的病原體，其與SARS CoV的基因組具有79％的相似性。SARS-CoV-2預(yù)測(cè)中有12個(gè)編碼區(qū)，包括刺突蛋白（Spike glycoprotein，S），核衣殼蛋白（N-protein），包膜蛋白（E-protein）和膜蛋白（M-protein）。核衣殼蛋白的序列較穩(wěn)定，是診斷工具和抗病毒治療的理想靶標(biāo)。因此，SARS-CoV-2的核衣殼蛋白（nCoVN）是被科學(xué)家研究的最多的蛋白質(zhì)之一，其與病毒RNA結(jié)合，將基因組包裝在核糖核蛋白顆粒中。
日前，來自廣東源心再生醫(yī)學(xué)有限公司、中山大學(xué)、廣州醫(yī)科大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在預(yù)印版平臺(tái) bioRxiv 在線發(fā)表了未經(jīng)同行評(píng)審的一篇研究論文，該論文研究了SARS-CoV-2的核衣殼蛋白（nCoVN）對(duì)人誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞（iPSC）的生物學(xué)作用。
研究人員通過慢病毒表達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生了基因工程過表達(dá)nCoVN的iPSC（iPSC-nCoVN），研究結(jié)果顯示：nCoVN破壞了iPSC的多能性，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槌衫w維細(xì)胞，這為SARS-CoV-2的致病機(jī)理提供了新的見解。
ACE2在各種干細(xì)胞中均表達(dá)
越來越多的證據(jù)表明，SARS CoV-2 刺突蛋白結(jié)合人ACE2進(jìn)入宿主細(xì)胞，因此研究人員首先確定ACE2是否在干細(xì)胞中表達(dá)，同時(shí)以管家基因GAPDH的表達(dá)值作為對(duì)照，結(jié)果顯示ACE2在各種干細(xì)胞中均有表達(dá)，但是GAPDH較低。通過逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）結(jié)果顯示，ACE2在iPSC、iPSC來源的心肌細(xì)胞(iPSCCM)和人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞（HCAEC）中均有表達(dá)，并提示這些細(xì)胞可能是SARS-CoV-2的靶細(xì)胞。
nCoVN的過表達(dá)使iPSC成為成纖維細(xì)胞
研究人員利用通過慢病毒表達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生了基因工程過表達(dá)nCoVN的iPSC（iPSC-nCoVN），其中nCoVN的表達(dá)可以被Tet-On系統(tǒng)調(diào)節(jié)。研究人員在試驗(yàn)中，使用不表達(dá)nCoVN的iPSC-nCoVN，和表達(dá)nCoVN的iPSC-nCoVN做對(duì)照試驗(yàn)，得出nCoVN可能會(huì)阻礙iPSC的生長和分裂的結(jié)論。然后研究人員誘導(dǎo)iPSC-nCoVN表達(dá)nCoVN，在經(jīng)過7天的誘導(dǎo)之后，它們的形態(tài)開始發(fā)生變化；誘導(dǎo)14天后，大多數(shù)iPSC-nCoVN表現(xiàn)出與野生型iPSC不同的形態(tài)；誘導(dǎo)28天后，iPSC-nCoVN出現(xiàn)了典型的成纖維細(xì)胞樣形態(tài)。經(jīng)過檢測(cè)證實(shí)，這些過表達(dá)nCoVN的iPSC-nCoVN已經(jīng)轉(zhuǎn)化為纖維細(xì)胞。
nCoVN能夠破壞iPSC的多能性
在確定nCoVN的過表達(dá)使得iPSC轉(zhuǎn)化為纖維細(xì)胞之后，研究人員通過多能性標(biāo)記SSEA4和TRA-1-81檢測(cè)了這些iPSC-nCoVN的多能性，結(jié)果明確顯示，工程表達(dá)nCoVN的iPSC完全失去SSEA4和TRA-1-81的表達(dá)，說明這些iPSC失去了多能性。
為了再一次確定，研究人員使用常規(guī)分化方案，將iPSC-nCoVN直接分化為心肌細(xì)胞，試驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)比正常的iPSC高達(dá)60%的分化率，iPSC-nCoVN在第12天僅少量的細(xì)胞表達(dá)肌鈣蛋白T（TnT），大部分細(xì)胞死亡。這一分化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了nCoVN能夠破壞iPSC-nCoVN的多能性。
結(jié)語
在該研究中，研究者首次提出nCovN可以抑制iPSC的多能性，降低增殖率，但不會(huì)引起iPSC的凋亡。據(jù)報(bào)道，冠狀病毒的核衣殼蛋白促進(jìn)TGF-β-inducedPAI-1表達(dá)，導(dǎo)致導(dǎo)肺纖維化，這可能也是iPSC-nCoVN轉(zhuǎn)向成纖維細(xì)胞的可能途徑。
該研究揭示了可能的新冠病毒致病機(jī)理，為這場(chǎng)抗疫戰(zhàn)爭又添一份力量！
參考資料：
1. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.26.010694v1.full.pdf+html
2. iNature：重大進(jìn)展 | 中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)新冠病毒致病新機(jī)制：破壞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的多能性并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槌衫w維細(xì)胞
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