Biospace网站3月16日消息称,目前已知的人类冠状病毒有7种,还有许多其他未知的冠状病毒仍然存在于动物种群中,种间传播的风险和影响人类的新毒株的出现是一直存在的潜在危险。但是,COVID-19大流行已经一年多了,预防和治疗的选择是有限的。广谱抗冠状病毒药物可以满足现有的医疗需求,并有助于遏制由于种间传播而在未来引起再次暴发。因此,鉴定对冠状病毒复制必不可少的常见宿主因素,是开发广谱抗病毒治疗剂的重要因素。
发表在《自然遗传学》(Nature Genetics)上的全基因组CRISPR研究筛选出了病毒特异性宿主因子和共享宿主因子,这些因子可用于开发抗SARS-CoV-2和人类冠状病毒HCoV-229E(引起普通感冒的病毒之一)的药物。研究人员发现SARS-CoV-2需要溶酶体蛋白TMEM106B才能感染人细胞系和原代肺细胞。MEM106B过表达促进SARS-CoV-2或伪病毒感染细胞,表明其在病毒进入细胞中起作用。研究人员在检查了COVID-19患者气道细胞的单细胞RNA测序结果后得出结论,该蛋白的表达与COVID-19感染相关。TMEM106B是一种由274个氨基酸组成的跨膜蛋白,存在于核内体和溶酶体中,可控制溶酶体的大小、数量、迁移率和运输。研究人员使用CRISPR遗传筛选发现,3型磷酸肌醇3激酶(PI3K)是SARS-CoV-2、HCoV-229E和HCoV-OC43的常见宿主因子。因此,靶向PI3K可能会抑制冠状病毒的感染细胞。
此次研究还发现了大量其他“富集”基因,如PIK3C3基因,它参与了内吞运输和自噬,TMEM41B参与了自噬,EXT1和ITGB6是细胞表面受体表达所需要的,OSBPL9、PTDSS1和TMEM30A参与了脂质稳,CCZ1B、PTPN23和RSG1,参与了膜或囊泡的运输。研究人员指出,移除TMEM106B能引起对SARS-CoV最强的抗性,针对PIK3C3、TMEM41B、EXT1、OSBPL9和TMEM30A的sgRNA也表现出显著的抗性。研究人员还提出,硫酸肝素可能有助于控制COVID-19。研究发现ANPEP、PIK3C3和TMEM41B基因是病毒复制的关键。
研究人员推测,SARS-CoV-2感染通路中TMEM106B表达的重要性,可能使其成为COVID-19严重程度的预后生物标志物。另外,TMEM106B的高表达水平可能是由SARS-CoV-2感染本身引起的。TMEM106B可能促进内膜酸化,缓解SARS-CoV-2基因组进入细胞的细胞质。因此,多重筛查和综合数据对于全面了解SARS-CoV-2和其他冠状病毒感染细胞所需的宿主因子至关重要。
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