赛业生物云课堂第一期答疑合集

4月23日晚上八点，赛业生物云课堂开始了第一期课程，需要课件的老师可以关注赛业生物微信公众号，后台留言“第一期课件”。针对课程中，各位老师提出的问题，我们进行了收集整理，下文为课程中的问题与解答。

Q1： 想咨询下：如果用小鼠筛选药物的话，是不是还要用真病毒感染?

A：一般用动物模型筛药，是要用到真病毒感染的或者临床分离株的。

Q2：可以讲一下目前关于不同冠状病毒感染宿主受体靶点的研究进展吗？

A：在昨天的课程已经有提到，不同冠状病毒的宿主靶点，HCoV-NL63、SARS-CoV、SARS-CoV-2冠状病毒受体都是ACE2，HCoV-229E、PEDV、PRCV冠状病毒的人类受体均是APN，MERS-CoV、HKU4特异性受体是DPP4，MHV结合CEACAM1等等，有些病毒与宿主细胞表面的糖受体结合以进行病毒附着，这个我会在第三期课程详细讲到。那么这里肯定有人会问道，关于不同病毒相同受体结合的方式是一样的吗？回答是不一样，这里简单提一下，S蛋白分为S1头部和与宿主细胞膜进行融合的融合茎S2两个功能部分，蛋白从融合前到融合后的构象改变受到多种因素的影响，比如说PH值、细胞进入细胞过程中的溶酶体蛋白酶，转化切割酶、弹性蛋白酶以及细胞表面蛋白酶等等。

PS:昨天有一位同学对上述回答提出了疑问，

今天就附上回答的出处吧~

参考文献：Adriaan H.de Wilde,Eric J.Snijder et al, Host Factors in Coronavirus Replication, Current Topics in Microbiology and Immunology, 2018.

Q3：你好，请问，我们机体都存在机体免疫，为什么病毒还很轻松的感染人机体，是怎么逃避人的机体免疫的呢？

A：免疫逃逸大家都知道，就是病原体逃避了机体免疫系统的识别，抗原发生突变，逃逸已建立的抗感染抗体的中和和阻断作用；也有的是病原体通过其结构和非结构产物，拮抗、阻断和抑制机体的免疫应答；第三种是干扰免疫效应。那么对于新冠病毒来说，是哪一种免疫逃避机制呢？具有正链RNA基因组的病毒只能在胞质中复制，精心修饰细胞内膜以形成病毒RNA复制的细胞器，也就是说穿上了不是自己的新衣来伪装自己，逃避免疫系统的识别。同时有文献报道，SARS-S 蛋白可以诱导TNF-α的产生，以促进病毒进入细胞。

Q4：受体在不同组织的分布及在除肺部以外的局部感染中的作用

A：这里的受体应该主要是指ACE2，ACE2在各组织的分布情况，我根据在gene card上调查的数据进行解读，我参考的是第一栏GTEX Illumina RNAseq数据来看，ACE2除了在肺部分布，在免疫系统、神经系统、肌肉、内脏、分泌、生殖系统均有表达，从图中可以看出，淋巴结、心脏、小肠、结肠、脂肪细胞、肾脏、肝脏、肺、甲状腺、乳腺、 前列腺、睾丸中相对表达量要高一些。

因为ACE2是血管紧张素转化酶2，参与RAS肾素-血管紧张素调节系统的功能。ACE将无活性的血管紧张素I转化为调控血管收缩的血管紧张素II，而ACE2将血管紧张素II又可以裂解成血管舒张肽Ang1-7，保护心脏、舒张血管、抗生长、抗增殖，还可以增强缓激肽的活性。

在肾脏中，Ang1-7通过与G蛋白偶联受体Mas作用，诱导血管舒张和血管保护，发挥抗纤维化、抗增殖和抗炎作用。在心血管系统中，RAS系统调节体液平衡、血压平衡并维持血管张力。而ACE2是RAS系统中的重要调节蛋白，RAS过度激活或者耗尽都会导致血管功能障碍，表现为动脉粥样硬化、冠心病、猝死、心力衰竭和中风等心血管疾病。同时，ACE/AngII/AT1受体途径的激活与验证、氧化应激、纤维化、胰岛素抵抗等过程相关，因此，在糖尿病性心肌病、糖尿病性神经疼痛等研究中，ACE2也发挥着重要的功能。

Q5：COVID—19与SARS在受体识别过程中有没有差异？与受体结合后最可能以什么机制入侵？

A：SARS-CoV-2与SARS-CoV在受体识别过程中是有差异的，参考李放的一篇文献，我们可以发现，受体结合位点出现了自然变异，SARS-CoV-2在T487/D480/N479/F442/F472位点均出现了适应性变异，使病毒与ACE2结合能力变得更强。与受体结合以后，病毒怎么入侵呢？S1结构域及其同源受体之间的相互作用触发S2构象改变，从而促进病毒和细胞膜之间的膜融合。研究表明跨膜丝氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）和呼吸道胰蛋白酶样蛋白酶TMPRSS11D，可以裂解HCoV-229E和SARS的S1/S2位点。那么SARS-CoV-2是以怎样的方式进入细胞的呢，目前还没有明确报道，这里以SARS-CoV为例来说明一下，首先SARS-CoV S蛋白在病毒包装期间不会被原蛋白转化酶切割，因此在成熟病毒体上该结构是完整的，而SARS-CoV通过内吞作用进入宿主，S蛋白会被溶酶体蛋白酶切割，低PH值在SARS-CoV进入细胞时激活溶酶体蛋白酶，进一步激活SARS-CoV刺突蛋白为膜融合做准备，这里，除了溶酶体蛋白酶外，组织蛋白酶，胞外的弹性蛋白酶和细胞表面蛋白酶也可以激活S而促进膜融合，蛋白酶可能有助于病毒的组织倾向性。而对于SARS-CoV-2来说，目前有研究表明TMPRSS2对病毒的切割并且有利于病毒入侵，我比较倾向于这种入侵方式。

参考文献：Yushun Wan, Jian Shang, Rachel Graham, Ralph S. Baric, Fang Li. Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS. JVI. 2020.

Q6：目前有哪些突变体的ACE2 受体，突变后的受体与S蛋白的结合能力有什么变化？

A：一般情况下不是ACE2突变，而是病毒结合位点突变，这里所说的ACE2突变是不是想说不同物种ACE2的差异？不同宿主物种的ACE2与病毒接触的关键残基差异如下表。

参考文献：Yushun Wan, Jian Shang, Rachel Graham, Ralph S. Baric, Fang Li. Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS. JVI. 2020.

研究者用等离子体共振的方法SPR surface plasMon resonance来研究病毒与宿主之间的相互作用动力学特性，研究发现ACE2与S蛋白胞外域结构的亲和力为15nM（平衡解离常数），是ACE2与SARS-S蛋白胞外域结合亲和力的10-20倍。

Q7：冠状病毒感染宿主的靶点有哪些？

A：HCoV-NL63/SARS-CoV/SARS-CoV-2 靶点为ACE2；TGEV（猪传染性胃肠炎冠状病毒）/PEDV（猪流行性腹泻冠状病毒）/PRCV（猪呼吸道冠状病毒）靶点为APN；MERS-CoV/HKU4蝙蝠冠状病毒 靶点为DPP4；这些都是病毒S蛋白中S1结构部分C末端区域与靶点发生结合。而鼠肝炎病毒MHV结合CEACAM1（一种黏附分子）靶点，还有些是直接与糖结合。

关于冠状病毒小鼠模型相关的问题，俞晓峰博士将在下周三晚上19:00—20:00为大家带来相关的直播课程，主题为：基因编辑小鼠在冠状病毒研究中的应用。请大家持续关注~

PS：已经在答疑群的同学不需要再报名

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