脂質ラフトにおける新型コロナウイルスの侵入機構の解明

阐明新型冠状病毒脂筏侵袭机制

• 批准号: 22K19301
• 负责人: 笠原 浩二
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19301/
• 关键词: 新型コロナウイルス; 脂質ラフト; 侵入機構; ガングリオシド

COVID-19を引き起こすSARS-CoV-2はのウイルス表面上にあるスパイクタンパク質(Sタンパク質)は宿主受容体ACE2と結合する。その後、細胞内に侵入する経路には膜融合経路とウイルス全体がエンドサイトーシスにより取り込まれるエンドサイトーシス経路の2種類が知られている。前者は宿主プロテアーゼTMPRSS2によるSタンパク質切断で露出するfusion peptideにより起こると考えられているが、後者においてはその分子メカニズムは未だに明らかになっていない。多くのウイルスはスフィンゴ脂質とコレステロールに富んだ脂質ラフトを介した細胞侵入機構を持つことが知られている。そこで我々は、SARS-CoV-2が脂質ラフト構成成分であるシアル酸含有糖脂質であるガングリオシドを介した細胞侵入をすると考え、SARS-CoV-2 Sタンパク質とガングリオシドの相互作用を明らかにし、ガングリオシドを介した細胞侵入機構を明らかにすることを本研究の目的とした。SARS-CoV-2 Sタンパク質のSubunit 1 (S1)は宿主受容体ACE2と結合する領域Receptor binding domain (RBD)とN terminal Domain (NTD)が存在し、そのRBDとNTD両方にシアル酸が結合することが報告されている。そこでBiacoreを用いた表面プラズモン共鳴解析をおこなったところ、SARS-CoV-2 S1タンパク質N末端側フラグメントNTDとガングリオシドGM1との結合を確認した。また、他のガングリオシド種(GM2、GM3)はS1タンパク質と結合しなかった。これはSARS-CoV-2 S1タンパク質のN末端領域がガングリオシドGM1と結合することで脂質ラフトを介するエンドサイトーシス経路によって細胞に侵入する可能性を示している。

引起 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒表面的刺突蛋白（S 蛋白）与宿主受体 ACE2 结合。病毒进入细胞有两种已知途径：膜融合途径和内吞途径，其中整个病毒被内吞作用吸收。前者被认为是由宿主蛋白酶TMPRSS2切割S蛋白而暴露的融合肽引起的，但后者的分子机制尚未阐明。已知许多病毒具有通过富含鞘脂和胆固醇的脂筏进入细胞的机制。因此，我们假设SARS-CoV-2通过神经节苷脂侵入细胞，神经节苷脂是含有唾液酸的糖脂，是脂筏的组成部分，并阐明了SARS-CoV-2 S蛋白与神经节苷脂之间的相互作用。阐明 介导的细胞侵袭机制。 SARS-CoV-2 S 蛋白的亚基 1 (S1) 具有与宿主受体 ACE2 结合的受体结合结构域 (RBD) 和 N 末端结构域 (NTD)，唾液酸与 RBD 和 NTD 结合。据报道。因此，我们使用Biacore进行表面等离子共振分析，并证实了SARS-CoV-2 S1蛋白的N端片段NTD与神经节苷脂GM1之间的结合。此外，其他神经节苷脂种类（GM2、GM3）不与 S1 蛋白结合。这表明SARS-CoV-2 S1蛋白的N端区域与神经节苷脂GM1结合，并可能通过脂筏介导的内吞途径进入细胞。