鮑美美 楊?lèi)?元冰

(蘇州大學(xué)軟凝聚態(tài)物理及交叉研究中心, 蘇州 215006)

1 引 言

病毒是一種非細(xì)胞型生物, 體積微小. 最大的牛痘病毒直徑約為300 nm, 最小的核糖核酸病毒直徑僅有20 nm左右. 病毒大多為球形或近似球形, 少數(shù)為桿狀、絲狀等. 病毒由核酸 (DNA 或RNA) 及外面包裹的蛋白質(zhì)核衣殼組成, 有的病毒表面還具有一層脂質(zhì)雙層膜. 盡管一些病毒能直接與細(xì)胞膜融合將遺傳物質(zhì)釋放到細(xì)胞質(zhì)中 (比如人類(lèi)免疫缺陷病毒HIV), 但大部分病毒仍以通過(guò)穿透細(xì)胞膜的方式侵入胞內(nèi), 然后復(fù)制增殖, 從而將遺傳物質(zhì)傳遞至宿主細(xì)胞. 現(xiàn)在已知的病毒侵入細(xì)胞的途徑包括網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞、小窩/脂筏介導(dǎo)的內(nèi)吞、巨胞飲及非網(wǎng)格蛋白非小窩結(jié)構(gòu)依賴(lài)的內(nèi)吞等[1,2]. 在這些途徑當(dāng)中, 網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞是最常見(jiàn)的病毒侵入途徑.

病毒是人類(lèi)健康的巨大威脅. 僅在21世紀(jì),世界范圍內(nèi)已發(fā)生了5次大規(guī)模的呼吸道病毒流行病, 引起這些大流行的病毒分別屬于流感病毒和冠狀病毒, 包括嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)[3], H1N1 甲型流感病毒[4], 中東呼吸綜合癥冠狀病毒 (MERS-CoV)[5], 亞洲H7N9甲型流感病毒[6], 以及現(xiàn)在仍在蔓延的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)[7]. 流感病毒和冠狀病毒同屬于包膜病毒. 與流感病毒相比, 冠狀病毒具有更強(qiáng)的傳染能力和更高的致死率. 病毒大都通過(guò)表面突出的糖蛋白與宿主細(xì)胞膜上特定的受體進(jìn)行結(jié)合[8], 繼而在細(xì)胞因子的參與下, 通過(guò)不同的內(nèi)化途徑侵入細(xì)胞.細(xì)胞內(nèi)吞體的低pH環(huán)境會(huì)誘導(dǎo)病毒膜與內(nèi)吞體膜發(fā)生融合并釋放遺傳物質(zhì), 使其進(jìn)入核內(nèi)進(jìn)行復(fù)制和組裝, 最后轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜出芽形成新的病毒體.

按照核蛋白的抗原性, 流感病毒可分為甲(A)、乙 (B)、丙 (C)、丁 (D) 四型. 人流感主要是 A 型和B型流感病毒引起的, C型流感病毒只引起人類(lèi)不明顯的或輕微的上呼吸道感染, D型流感病毒的宿主主要是牛. 目前相關(guān)研究主要聚焦于探究流感病毒侵入細(xì)胞的途徑[9], 追蹤其感染細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)軌跡[10], 闡明其膜融合機(jī)制[11], 揭示其胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的各個(gè)階段[12], 以及探索遺傳物質(zhì)入核出核的過(guò)程[13]等. 另一方面, 對(duì)于冠狀病毒, 國(guó)際病毒分類(lèi)委員會(huì) (The International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV) 將其分為 4 個(gè)屬, 即 a, b,g及新假定的d冠狀病毒屬. SARS-CoV-2是近期新發(fā)現(xiàn)的一種b屬冠狀病毒, 有很強(qiáng)的傳染能力. 目前已經(jīng)檢測(cè)出SARS-CoV-2的全基因組序列及病毒與細(xì)胞結(jié)合的蛋白等, 但對(duì)于它通過(guò)何種路徑侵入并感染細(xì)胞的機(jī)制尚不清楚.

流感病毒和SARS-CoV-2結(jié)構(gòu)相似, 直徑大多分布在幾十至幾百納米范圍內(nèi), 都是利用表面突出的糖蛋白與細(xì)胞膜上的受體相結(jié)合. 這兩種病毒主要是感染人的呼吸系統(tǒng), 引發(fā)發(fā)熱、咳嗽等癥狀,嚴(yán)重者甚至造成肺部的感染. 值得注意的是, 臨床上常選用抗流感病毒的藥物, 如鳥(niǎo)嘌呤類(lèi)似物法匹拉韋[14]、神經(jīng)氨酸酶抑制劑奧司他韋[14]及中藥疏風(fēng)解毒膠囊[15]和蓮花清瘟膠囊[16]等都對(duì)SARSCoV-2的治療顯示出了一定的效果. 這表明SARS-CoV-2與流感病毒在感染細(xì)胞的過(guò)程中存在一定的相似性. 這也提示我們可以參考借鑒流感病毒感染細(xì)胞的路徑來(lái)探究SARS-CoV-2與細(xì)胞的相互作用. 本文從該角度出發(fā), 重點(diǎn)闡述流感病毒與細(xì)胞受體的結(jié)合及在多種細(xì)胞因子的參與下侵入細(xì)胞的路徑, 最后介紹了SARS-CoV-2與細(xì)胞作用的相關(guān)研究進(jìn)展, 旨在為當(dāng)前SARS-CoV-2的相關(guān)研究提供幫助.

2 流感病毒的細(xì)胞結(jié)合與內(nèi)化

2.1 流感病毒的結(jié)構(gòu)

流感病毒屬于正粘病毒科, 是一種包膜病毒,膜上鑲嵌著3類(lèi)膜蛋白: 血凝素 (hemagglutinin,HA)、神經(jīng)氨酸酶 (neuraminidase, NA) 和膜蛋白M2 (membrane protein 2, M2)[17]. HA 以同源三聚體的形式存在. HA水解后形成輕鏈和重鏈兩部分, 其中重鏈負(fù)責(zé)病毒與細(xì)胞的結(jié)合, 而輕鏈則協(xié)助病毒膜與內(nèi)吞體膜的半融合. NA是蘑菇狀的四聚體糖蛋白, 具有水解唾液酸的活性, 能幫助病毒從宿主細(xì)胞中釋放. 膜蛋白M2具有離子通道和調(diào)節(jié)膜內(nèi) pH 的作用. 此外, 基質(zhì)蛋白 M1 (matrix protein 1, M1) 構(gòu)成病毒的外殼骨架, 與病毒最外層的包膜緊密結(jié)合, 起到保護(hù)病毒核心和維持病毒空間結(jié)構(gòu)的作用. 病毒的遺傳物質(zhì)是單股負(fù)鏈RNA與核蛋白折疊在一起形成的病毒核糖核蛋白(virus ribonucleoprotein, vRNP) 復(fù)合物[17](圖 1(a)).

流 感 病 毒 的 形 狀 多 樣. 1946 年, Mosley 和Wyckoff[18]首次利用電子顯微鏡從感染流感病毒的雞胚尿囊液中觀(guān)察到絲狀流感病毒. 不同于已發(fā)現(xiàn)的尺寸約 80 nm的球狀 A型流感病毒株RP8[19]及100 nm左右的B型流感病毒株Lee[20],絲狀病毒的長(zhǎng)度不一, 從幾百納米至幾十微米, 但寬度小于球狀病毒. 另外還存在一類(lèi)長(zhǎng)度小于250 nm、寬度約為95 nm左右的桿狀流感病毒株.臨床分離的A2流感病毒在雞胚中生長(zhǎng)兩代后會(huì)出現(xiàn)絲狀病毒, 但十二代后只見(jiàn)球狀病毒 (圖1(b)和圖1(c))[21], 這可能是由于合成絲狀病毒需要宿主提供更多特定的膜蛋白, 在傳代過(guò)程中處于劣勢(shì), 導(dǎo)致最后只剩下球狀病毒. 病毒形狀的不同主要由其遺傳性狀決定[22].

圖 1 流感病毒的結(jié)構(gòu)與形狀[17,21] (a) 絲狀、桿狀與球狀流感病毒模型圖, 流感病毒是包被病毒, 最外層是脂質(zhì)膜,膜上含有HA和NA兩種糖蛋白及M2通道蛋白, 膜下是基質(zhì)蛋白M1, 絲狀病毒的基因組位于遠(yuǎn)端, 球狀病毒的基因組位于中心; (b) 絲狀病毒和(c) 球狀病毒的電子顯微鏡照片F(xiàn)ig. 1. Composition and shape of influenza virus[17,21]: (a) Filamentous, rod-shaped and globular influenza virus models;(b), (c) representative electron microscopy images of filamentous and globular viruses, respectively.

2.2 流感病毒與細(xì)胞的結(jié)合

病毒感染細(xì)胞一般始于其吸附到細(xì)胞表面并經(jīng)特定路徑侵入細(xì)胞. 流感病毒主要通過(guò)HA的重鏈與呼吸道或腸上皮細(xì)胞上的唾液酸相結(jié)合[23].這是流感病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合的主要靶向分子(表1). 唾液酸位于細(xì)胞膜上糖蛋白和糖脂的末端,通過(guò) a-2, 3 或 a-2, 6 糖苷鍵連接到半乳糖上. HA特異性的親和力主要是由唾液酸的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定的: 人源流感病毒優(yōu)先結(jié)合至a-2, 6糖苷鍵連接的長(zhǎng)鏈傘狀的唾液酸, 而禽流感病毒一般結(jié)合到a-2,3糖苷鍵連接的短圓錐狀結(jié)構(gòu)的唾液酸[24,25]. 有研究顯示禽流感病毒H3 N2也傾向于結(jié)合到人源唾液酸a-2, 6糖苷鍵連接的糖蛋白分支上[26], 從而導(dǎo)致不同物種間的傳染. 實(shí)際上, HA與唾液酸的親和力較弱. 但由于哺乳動(dòng)物細(xì)胞表面唾液酸含量豐富, 因此病毒能高效地結(jié)合到細(xì)胞上[27].

表 1 流感病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合的靶向分子Table 1. Targeting molecules for influenza virus binding to host cells.

除此之外, 流感病毒與細(xì)胞的結(jié)合還涉及宿主細(xì)胞膜上的固醇及脂筏結(jié)構(gòu). 體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)流感病毒與細(xì)胞的親和力依賴(lài)于膜上固醇的類(lèi)別和濃度;分子模擬結(jié)果也顯示流感病毒在含膽固醇的雙層膜上會(huì)形成含雙唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂的納米簇, 進(jìn)而促進(jìn)病毒與膜的結(jié)合[28,29]. 單分子示蹤和活細(xì)胞實(shí)時(shí)熒光實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示, A型流感病毒 (influenza A virus, IAV) 與脂筏的標(biāo)記物神經(jīng)節(jié)苷脂單唾液酸四己糖共定位, 并且從感染IAV的細(xì)胞膜提取的脂筏結(jié)構(gòu)中也檢測(cè)到病毒蛋白. 此外, 在破壞膜上脂筏結(jié)構(gòu)后, IAV的結(jié)合能力顯著下降. 這些現(xiàn)象都證實(shí)病毒包被中濃縮的HA能夠有效結(jié)合至脂筏區(qū)的唾液酸從而實(shí)現(xiàn)高親多價(jià)結(jié)合[30].

然而, 流感病毒與細(xì)胞的結(jié)合具有復(fù)雜性特點(diǎn). 一些研究表明病毒可能通過(guò)HA與不含唾液酸的磷酸化糖蛋白結(jié)合侵入人肺部細(xì)胞[31]. Ng等[32]的研究顯示, IAV能夠通過(guò)HA上富含甘露糖的糖鏈識(shí)別細(xì)胞表面凝集素完成吸附, 并感染表達(dá)了C型凝集素Langerin的倉(cāng)鼠卵巢癌細(xì)胞Lec2.

2.3 流感病毒的細(xì)胞內(nèi)化途徑

大多數(shù)流感病毒結(jié)合至細(xì)胞表面后, 會(huì)在不同細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下以?xún)?nèi)吞的方式侵入細(xì)胞, 完成內(nèi)化. 細(xì)胞的內(nèi)吞途徑通常分為網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞、小窩結(jié)構(gòu)介導(dǎo)的內(nèi)吞、吞噬、巨胞飲及吞飲等途徑[33]. 其中網(wǎng)格蛋白和小窩結(jié)構(gòu)途徑屬于受體介導(dǎo)的內(nèi)吞; 吞噬一般僅限于特定的細(xì)胞比如巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞, 主要用于攝取大的顆粒物、消滅感染的細(xì)菌等; 巨胞飲途徑是將液體和顆粒內(nèi)化侵入細(xì)胞的非特異性過(guò)程; 而吞飲作用是從細(xì)胞外部環(huán)境吸收生物液體[34]. 科學(xué)家們?cè)猛干潆娮语@微鏡技術(shù)研究流感病毒侵入細(xì)胞的方式. 形態(tài)學(xué)圖像分析顯示病毒會(huì)結(jié)合到細(xì)胞表面的有被小窩中, 這說(shuō)明流感病毒可能是以網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的方式侵入細(xì)胞的[35,36]; 與此同時(shí), 也觀(guān)察到病毒位于表面沒(méi)有包被且光滑的凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi), 這說(shuō)明病毒還可能以其他途徑侵入細(xì)胞. 現(xiàn)有研究表明, 流感病毒侵入細(xì)胞的內(nèi)吞路徑具有多樣化的特點(diǎn), 網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞、小窩結(jié)構(gòu)參與的內(nèi)吞、巨胞飲作用、非網(wǎng)格蛋白/非小窩結(jié)構(gòu)的內(nèi)吞等都有可能是病毒內(nèi)化的途徑[37?39](圖 2).

2.3.1 網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的病毒內(nèi)吞

網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的方式 (clathrin mediated endocytosis, CME) 是流感病毒實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)吞的主要途徑. 莊小威課題組[40]利用單分子示蹤及熒光共定位成像技術(shù)實(shí)時(shí)觀(guān)察單個(gè)流感病毒侵入非洲綠猴正常腎上皮細(xì)胞BS-C-1的過(guò)程, 發(fā)現(xiàn)65%的內(nèi)化病毒在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)與網(wǎng)格蛋白包被的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián), 而其余35%的病毒與包被網(wǎng)格蛋白的結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何聯(lián)系, 說(shuō)明大多數(shù)病毒通過(guò)網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的方式侵入細(xì)胞, 而其余病毒則會(huì)采用其他方式侵入; 這兩種途徑同時(shí)存在且具有相似的膜融合效率. 與此類(lèi)似, 在馬-達(dá)二氏犬腎細(xì)胞MDCK體系中, Whittaker課題組[41]發(fā)現(xiàn)在流感病毒結(jié)合位點(diǎn)處, 網(wǎng)格蛋白的熒光會(huì)逐漸增強(qiáng)、達(dá)到峰值后趨于穩(wěn)定. 這表明網(wǎng)格蛋白包被小窩 (clathrin coated pit, CCP) 產(chǎn)生并漸漸成熟; 而當(dāng) CCP 內(nèi)吞后形成網(wǎng)格蛋白包被小泡 (clathrin coated vesicle, CCV)、進(jìn)行胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)后, 熒光會(huì)逐漸減弱直至消失. 另一方面, 單分子追蹤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明約85%的病毒內(nèi)化需要網(wǎng)格蛋白的參與[42]. 此外, 研究人員對(duì)流感病毒、網(wǎng)格蛋白、動(dòng)力蛋白分別進(jìn)行熒光標(biāo)記和實(shí)時(shí)追蹤, 發(fā)現(xiàn)動(dòng)力蛋白也會(huì)參與網(wǎng)格蛋白與流感病毒的相互作用過(guò)程[42], 甚至在抑制CME途徑、非網(wǎng)格蛋白依賴(lài)的內(nèi)吞 (clathrin independent endocytosis, CIE) 途徑的條件下, 仍然觀(guān)察到了動(dòng)力蛋白的聚集現(xiàn)象. 然而在這種情況下, 侵入細(xì)胞的病毒數(shù)量會(huì)減少至原來(lái)的2/3, 這也間接驗(yàn)證了流感病毒內(nèi)化更傾向于CME途徑.

圖 2 流感病毒在細(xì)胞表面結(jié)合及內(nèi)化示意圖. 流感病毒與細(xì)胞表面的糖蛋白或糖脂末端的唾液酸、或者磷酸化的糖蛋白、抑或是C型凝集素Langerin發(fā)生結(jié)合, 之后在G蛋白偶聯(lián)受體FFAR2、表達(dá)于膜上的核仁蛋白、適配體蛋白Epsin1和EPS15、C型凝集素Langerin等細(xì)胞因子的參與下, 通過(guò)網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的方式發(fā)生內(nèi)吞. 胞內(nèi)Ca2+的增加可以促進(jìn)流感病毒通過(guò)網(wǎng)格蛋白或非網(wǎng)格蛋白的方式侵入細(xì)胞, 另外膜上脂筏結(jié)構(gòu)也參與病毒的吸附和內(nèi)化過(guò)程Fig. 2. Schematic diagram of influenza virus binding and internalization at cellular surface. The influenza virus binds on the cell surface with sialic acid at the end of a glycoprotein or lipid, phosphorylated glycoprotein, or C-type lectin Langerin, and then enters into the cell through clathrin-mediated endocytosis with the participation of cytokines such as G protein coupled receptor FFAR2,nucleolus protein expressed in membrane, adapter proteins Epsin1 and EPS15, or C-type lectin Langerin. An increased amount of intracellular Ca2+ promotes the entry of influenza virus in the clathrin or non-clathrin way. Lipid rafts also play roles in the process of virus adsorption and internalization.

2.3.2 病毒內(nèi)化過(guò)程對(duì)小窩結(jié)構(gòu)的依賴(lài)性

小窩是細(xì)胞膜表面燒瓶狀的內(nèi)陷結(jié)構(gòu), 直徑約50—100 nm, 內(nèi)含豐富的膽固醇、鞘糖脂和小窩蛋白[43]. 這種結(jié)構(gòu)主要分布在一些內(nèi)皮細(xì)胞、纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肌肉細(xì)胞內(nèi)[44], 參與細(xì)胞內(nèi)吞、胞吞轉(zhuǎn)運(yùn)、膜內(nèi)穩(wěn)態(tài)、炎癥反應(yīng)及信號(hào)傳導(dǎo)等. 菲律賓菌素是常用的固醇特異性結(jié)合試劑, 與細(xì)胞作用后會(huì)抽出脂筏中的膽固醇從而破壞小窩結(jié)構(gòu)[45].為了探究小窩介導(dǎo)的內(nèi)吞作用在流感病毒內(nèi)化中的潛在貢獻(xiàn), Nunes-Correia等[46]檢測(cè)了菲律賓菌素對(duì)馬-達(dá)二氏犬腎細(xì)胞MDCK內(nèi)吞過(guò)程的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)1 μg/mL的菲律賓菌素對(duì)病毒的內(nèi)吞抑制率可以達(dá)到50%; 并且作者發(fā)現(xiàn)菲律賓菌素對(duì)流感病毒結(jié)合過(guò)程及與內(nèi)吞膜融合均沒(méi)有抑制作用.因此他們推斷菲律賓菌素應(yīng)該是影響了病毒的內(nèi)化過(guò)程, 特別是抑制了小窩介導(dǎo)的內(nèi)吞方式, 從而導(dǎo)致菲律賓菌素處理后的細(xì)胞內(nèi)、病毒實(shí)現(xiàn)內(nèi)吞比例的減少.

2.3.3 病毒以巨胞飲方式侵入細(xì)胞

巨胞飲作用是細(xì)胞非特異性攝取液體、溶質(zhì)、膜、配體及吸附在質(zhì)膜上的小顆粒物質(zhì)的一種依賴(lài)肌動(dòng)蛋白的內(nèi)化方式. 在大多數(shù)類(lèi)型的細(xì)胞中, 它不是持續(xù)進(jìn)行的, 而是一個(gè)信號(hào)依賴(lài)的過(guò)程, 通常是在生長(zhǎng)因子刺激的情況下發(fā)生, 例如血清中的生長(zhǎng)因子能夠刺激細(xì)胞發(fā)生巨胞飲[47]. 攝取細(xì)胞外異硫氰酸熒光素FITC標(biāo)記的可溶性葡聚糖(FITC-Dextran, Fdx) 進(jìn)入大的內(nèi)吞泡被認(rèn)為是胞飲體存在的標(biāo)志和形態(tài)學(xué)研究的常用方法. 研究人員將Fdx加入含血清的細(xì)胞溶液中, 發(fā)現(xiàn)了溶液中的血清能夠誘導(dǎo)Fdx進(jìn)入內(nèi)吞泡. 加入流感病毒后在更高的放大倍數(shù)下可見(jiàn)流感病毒共定位于含F(xiàn)dx的內(nèi)吞泡以及這些小泡的外部, 說(shuō)明了流感病毒確實(shí)可以通過(guò)巨胞飲過(guò)程進(jìn)入細(xì)胞[48]. 細(xì)胞周期依賴(lài)性蛋白激酶抑制因子P21活化激酶1(P21-activated kinase1, Pak1)是酪氨酸激酶信號(hào)通路的下游信號(hào)分子, 可激活許多不同的通路, 促進(jìn)肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)重排, 從而誘導(dǎo)巨胞飲作用;Epsin1是流感病毒網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)內(nèi)吞途徑中重要的適配體蛋白, 過(guò)表達(dá)Pak1顯性負(fù)突變體明顯抑制 IAV對(duì)細(xì)胞的感染, 同時(shí)過(guò)表達(dá) Epsin1和Pak1的顯性負(fù)突變體更加減少病毒的感染, 表明球狀流感病毒同時(shí)利用網(wǎng)格蛋白和巨胞飲途徑侵入細(xì)胞[49]. 另一方面, 絲狀流感病毒由于尺寸的限制無(wú)法利用網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的方式進(jìn)行內(nèi)吞, 巨胞飲作用是它內(nèi)吞的主要方式[49].

2.3.4 非網(wǎng)格蛋白非小窩方式的病毒內(nèi)化

流感病毒侵入細(xì)胞的途徑是多樣化的, 除了上述幾種內(nèi)吞方式外, 還存在不依賴(lài)網(wǎng)格蛋白不依賴(lài)小窩結(jié)構(gòu)的途徑. Eps15是網(wǎng)格蛋白組裝過(guò)程中重要的調(diào)節(jié)蛋白, 過(guò)表達(dá)Eps15顯性負(fù)突變體可抑制網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞. 但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示流感病毒可以侵入并感染表達(dá)突變體Eps15D95/295的細(xì)胞, 利用小窩結(jié)構(gòu)的抑制劑并轉(zhuǎn)染顯性抑制的小窩蛋白1并不影響流感病毒感染細(xì)胞, 同時(shí)阻斷網(wǎng)格蛋白和小窩結(jié)構(gòu)介導(dǎo)的內(nèi)吞也仍然能造成細(xì)胞的感染, 由此確定流感病毒可以通過(guò)其他途徑, 即非網(wǎng)格蛋白非小窩的方式實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)化[41].

另外有研究顯示流感病毒還可以通過(guò)脂筏介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑侵入細(xì)胞. 研究人員預(yù)先用甲基-b-環(huán)糊精作用A549細(xì)胞1 h去除膽固醇, 將處理后的細(xì)胞與流感病毒孵育, 結(jié)果顯示流感病毒結(jié)合并侵入細(xì)胞的數(shù)量急劇減少, 若流感病毒感染細(xì)胞2 h后再暴露于甲基-b-環(huán)糊精中卻不影響病毒對(duì)細(xì)胞的感染, 由此推斷流感病毒侵入細(xì)胞可能需要脂筏結(jié)構(gòu)的參與, 但具體機(jī)制尚不明確[30].

2.3.5 誘導(dǎo)病毒內(nèi)化的細(xì)胞因子

病毒的內(nèi)化過(guò)程還需要其他特定的細(xì)胞信號(hào)分子的參與[50,51]. N-連接的糖蛋白就是其中一種[52].de Vries等[52]利用丟失N-連接糖基化作用的中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢癌細(xì)胞Lec-1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 流感病毒與細(xì)胞表面的唾液酸結(jié)合后, 僅在有血清存在并且有N-連接糖蛋白協(xié)助的情況下IAV方可以侵入Lec-1細(xì)胞. 該現(xiàn)象顯示可能在N-連接的糖蛋白上存在一種特定的碳水化合物, 它是病毒侵入細(xì)胞的必需物質(zhì).

銜接因子相關(guān)蛋白復(fù)合體2 (adaptor related protein complex 2, AP-2)是一類(lèi)適配體蛋白, 包括 AP2 A1, AP2 B1, AP2 M1, AP2 S1 四種亞基,可與內(nèi)吞過(guò)程中多種蛋白質(zhì)和脂分子發(fā)生作用. 其中, AP2 M1與含酪氨酸內(nèi)化序列的膜結(jié)合受體胞內(nèi)端作用; AP2 B1 在質(zhì)膜靶向中發(fā)揮作用, 作為一個(gè)平臺(tái)招募其他功能相關(guān)的輔助蛋白如Eps15和Epsin1等[53]. 研究表明基因敲除其中的AP2 M1亞基后沒(méi)有改變IAV的內(nèi)化動(dòng)力學(xué)及侵入細(xì)胞的比例, 然而敲除AP2 B1亞基卻顯著抑制了流感病毒H5 N1的復(fù)制[54]. 另外有研究發(fā)現(xiàn)IAV與細(xì)胞表面的唾液酸結(jié)合后, 游離脂肪酸受體2 (free fatty acid receptor 2, FFAR2)結(jié)合至 HA1 的球狀頭部區(qū)域, 將 b-arrestin1 與 AP2 B1 聚集至質(zhì)膜與FFAR2作用, 激活G蛋白偶聯(lián)受體激酶GRKs從而對(duì)FFAR2的C端磷酸化, 促進(jìn)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)幫助IAV通過(guò)網(wǎng)格蛋白的方式侵入細(xì)胞[54]. Epsin1是一類(lèi)與網(wǎng)格蛋白、泛素蛋白及磷脂作用的蛋白.利用單病毒追蹤和活細(xì)胞成像技術(shù), Epsin1被發(fā)現(xiàn)能夠與網(wǎng)格蛋白同時(shí)聚集到病毒結(jié)合位點(diǎn), 通過(guò)形成CCPs侵入細(xì)胞[55]. 過(guò)表達(dá)缺乏泛素化結(jié)構(gòu)域的Epsin1顯性負(fù)突變體幾乎完全抑制網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的IAV內(nèi)吞, 這表明Epsin1主要通過(guò)泛素化結(jié)構(gòu)域識(shí)別流感病毒在上皮細(xì)胞表面的受體從而啟動(dòng)CCPs的形成, 最終導(dǎo)致病毒的內(nèi)化[55].

核仁蛋白 (nucleolin, NCL)是一種普遍存在且含量豐富的蛋白, 參與細(xì)胞多種生理活動(dòng). 除了定位在細(xì)胞核, NCL也分布于核漿、細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞表面. 已有研究證明NCL是呼吸道合胞體病毒感染過(guò)程中的功能型細(xì)胞受體[56]. 對(duì)于流感病毒,NCL可作用于H3 N2的非結(jié)構(gòu)1蛋白使其定位于核仁[57,58]. 科學(xué)家分別用NCL抗體抑制細(xì)胞表面NCL蛋白的活性, 用純化的NCL蛋白阻斷PR8病毒, 用小干擾RNA敲除內(nèi)源NCL蛋白的表達(dá),然后結(jié)合病毒鋪覆蛋白印跡技術(shù)和免疫共沉淀技術(shù)檢測(cè), 結(jié)果顯示以上操作均減少了流感病毒的內(nèi)化, 這表明除了唾液酸, HA還可能特異性結(jié)合NCL蛋白參與病毒網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)化過(guò)程[59,60].

C 型凝集素受體 (C-type lectin receptor, CLR)識(shí)別碳水化合物結(jié)構(gòu), 參與免疫細(xì)胞比如巨噬細(xì)胞和樹(shù)突細(xì)胞內(nèi)病原體的吸收及抗原遞呈[61?63]. 如巨噬細(xì)胞甘露糖凝集素 (macrophage mannose lectin, MML), 巨噬細(xì)胞半乳糖型凝集素 (macrophage galactose lectin, MGL), 它們均表達(dá)一種碳水化合物識(shí)別結(jié)構(gòu)域, 可以結(jié)合病毒或其他病原體上的甘露糖或半乳糖衍生物[64]. 研究表明MGL和MML可以作為IAV侵入小鼠巨噬細(xì)胞的受體[27,65].而另一種C型凝集素受體Langerin結(jié)構(gòu)與之不同, 分為胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)域及富含脯氨酸信號(hào)結(jié)構(gòu)域的胞內(nèi)端, Langerin胞內(nèi)端脯氨酸信號(hào)結(jié)構(gòu)域的缺失或是位點(diǎn)突變顯著抑制IAV對(duì)細(xì)胞的感染, 表明脯氨酸信號(hào)結(jié)構(gòu)域參與了IAV的內(nèi)化進(jìn)程[32]. 已有研究顯示脯氨酸信號(hào)結(jié)構(gòu)域與特定的Src同源結(jié)構(gòu)域3作用, 參與膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)、信號(hào)傳導(dǎo)及內(nèi)吞等生理過(guò)程[66,67].

Ca2+信號(hào)通路也參與了IAV感染細(xì)胞的過(guò)程[68].當(dāng)IAV結(jié)合至細(xì)胞表面時(shí)會(huì)刺激大鼠肉瘤蛋白 (rat sarcoma, Ras) 結(jié)合至磷脂酰肌醇–3 激酶 (phosphatidylinositol 3-kinase, PI3 K), 隨后活化的 PI3 K調(diào)節(jié)IAV的CIE途徑. 另外還可以活化包括Ras同源基因家族成員 A (Ras homolog gene family,member A, RhoA)、Rho 相關(guān)激酶 (Rho-assocated kinase, ROCK)、磷脂酰肌醇 4-磷酸 5-激酶 (phosphatidylinositol 4-phosphate 5-kinase, PIP5 K)、磷脂酶 C (phoapholipase C, PLC) 以及 Ca2+自身的新的正反饋電路參與CME途徑. 利用可穿過(guò)細(xì)胞膜的鈣螯合劑BAPTA-AM螯合Ca2+后抑制病毒的內(nèi)化和感染, 抑制程度類(lèi)似于同時(shí)使用MDC(抑制 CME) 和 LY294002 (抑制 CIE), 說(shuō)明 Ca2+信號(hào)通路在CME和CIE介導(dǎo)的病毒內(nèi)化過(guò)程中是必要的[68]. 有研究報(bào)道細(xì)胞膜上電壓依賴(lài)型鈣離子通道很可能介導(dǎo)因IAV刺激引起的胞內(nèi)Ca2+的增加, 這可能是通過(guò)與第Ⅲ/Ⅳ片段上的天冬氨酸殘基的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的[69].

另外, 有研究發(fā)現(xiàn)膜上脂筏結(jié)構(gòu)也參與流感病毒的內(nèi)化, 推斷可能是因?yàn)榱鞲胁《九c細(xì)胞接觸后刺激脂筏結(jié)構(gòu)的形成, 為病毒的內(nèi)化提供了信號(hào)平臺(tái). 流感病毒接觸細(xì)胞后引起質(zhì)膜區(qū)脂筏的聚集,當(dāng)病毒的HA蛋白與脂筏上的唾液酸基團(tuán)結(jié)合后激活表皮生長(zhǎng)因子受體, 繼而活化下游信號(hào)分子如 PI3K 及磷脂酶 Cg1 (PLC-g1) 等, 促進(jìn)流感病毒侵入細(xì)胞[70,71](表 2).

表 2 參與流感病毒內(nèi)化的細(xì)胞因子Table 2. Cytokines involved in influenza virus internalization.

2.3.6 流感病毒侵入細(xì)胞后的過(guò)程

流感病毒通過(guò)不同方式內(nèi)吞侵入上皮細(xì)胞后,新形成的包裹病毒的內(nèi)吞泡都會(huì)進(jìn)入“相同”的早期內(nèi)吞體沿著微管蛋白進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn). 流感病毒從早期內(nèi)吞體轉(zhuǎn)運(yùn)至晚期內(nèi)吞體-溶酶體區(qū)域后膜上M2蛋白質(zhì)子通道打開(kāi), 將膜外的H+輸送至膜內(nèi),導(dǎo)致 pH下降[10,73]. 低pH誘導(dǎo) HA構(gòu)象改變, 暴露的疏水端融合HA蛋白亞基多肽HA2插入宿主內(nèi)吞膜, 使兩種膜發(fā)生半融合, 病毒的vRNP復(fù)合物通過(guò)形成的融合孔釋放至細(xì)胞內(nèi)[74], 宿主細(xì)胞的核輸入蛋白將病毒的vRNP通過(guò)核孔復(fù)合物輸送至核內(nèi), 利用RNA聚合酶及宿主因子合成mRNA和基因組RNA[75], mRNA出核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì), 并在游離的核糖體內(nèi)翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì), 該蛋白質(zhì)回到核內(nèi)協(xié)助新的vRNP的合成. 細(xì)胞內(nèi)的染色體區(qū)域穩(wěn)定蛋白1及核輸出蛋白1介導(dǎo)vRNP的輸出[76].此外, 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成的是病毒的包被蛋白 HA, NA, M2 蛋白, 經(jīng)歷糖基化后通過(guò)高爾基體回到細(xì)胞膜[77]. 病毒的M1蛋白通過(guò)與細(xì)胞膜上帶負(fù)電的磷脂結(jié)合誘導(dǎo)其形成多聚體, 并與HA,NA或M2的胞內(nèi)端作用[78]. 在病毒出芽位點(diǎn), 細(xì)胞膜發(fā)生彎曲并包裹病毒基因組, 形成并釋放新的病毒顆粒[79]. 最后, 病毒的NA破壞唾液酸的連接從而釋放病毒.

3 SARS-CoV-2 的相關(guān)研究進(jìn)展

3.1 冠狀病毒的結(jié)構(gòu)特征

冠狀病毒是自然界廣泛存在的一大類(lèi)病毒, 僅感染脊椎動(dòng)物, 最早是從雞身上分離出來(lái)的. 冠狀病毒粒子直徑約為60—220 nm, 表面有3種糖蛋白: 刺突糖蛋白 (spike glycoprotein, S), 小包膜糖蛋白 (envelope glycoprotein, E), 膜糖蛋白 (membrane glycoprotein, M), 少數(shù)還含有血凝素糖蛋白(hemagglutinin protein, HE) (圖 3(a))[80]. 冠狀病毒的核酸為線(xiàn)性單股正鏈RNA, 5'端具有甲基化帽 狀 結(jié) 構(gòu) , 3'端 具 有 polyA 尾 , 類(lèi) 似 于 真 核mRNA, 自身就可以發(fā)揮翻譯模版作用, 基因組全長(zhǎng)27—32 kb, 是目前已知RNA病毒中基因組最大的病毒. 分析臨床樣品提取的病毒基因組序列發(fā)現(xiàn)典型的b屬冠狀病毒的特征包括: 5'端非翻譯區(qū)(UTR)、復(fù)制酶復(fù)合體 (orf1 ab)、S 基因、E 基因、M基因、N基因、3'端UTR, 還有一些未定義的開(kāi)放閱讀框[81].

圖 3 SARS-CoV-2 的病毒結(jié)構(gòu) [80]及透射電子顯微鏡圖像[82] (a) SARS-CoV-2 的結(jié)構(gòu)示意圖; (b), (c) SARS-CoV-2在不同放大倍數(shù)下的透射電子顯微鏡圖像Fig. 3. Structure[80] and transmission electron microscopy images[82] of SARS-CoV-2: (a) Structure of SARS-CoV-2;(b), (c) visualization of SARS-CoV-2 under transmission electron microscope.

2019新型冠狀病毒是冠狀病毒的一種. 2020年2月18日國(guó)際病毒分類(lèi)委員會(huì)將新型冠狀病毒正式命名為嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARSCoV-2). 世界衛(wèi)生組織將由這一病毒導(dǎo)致的疾病命名為COVID-19. 研究人員從新冠患者肺泡灌洗液中分離出的SARS-CoV-2在電鏡下觀(guān)察一般為球形, 具有一定的多形性, 直徑約為 60—140 nm,表面帶有9—12 nm的刺突, 整體看上去類(lèi)似日冕(圖3(b)和圖3(c))[82].

3.2 冠狀病毒的細(xì)胞表面結(jié)合與內(nèi)化

冠狀病毒主要依靠包被上的S蛋白進(jìn)行受體結(jié)合及病毒內(nèi)化. 所有冠狀病毒的S蛋白都由3部分構(gòu)成: 細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜錨定結(jié)構(gòu)域和短的胞內(nèi)尾巴. 細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域包含兩個(gè)功能亞基, 受體結(jié)合亞基S1和膜融合亞基S2. S1又包含獨(dú)立的N端結(jié)構(gòu)域 (S1-NTD) 及受體結(jié)合域 (RBD), 是進(jìn)行受體識(shí)別及結(jié)合的關(guān)鍵蛋白[80]. 通過(guò)對(duì)SARSCoV-2受體配體結(jié)構(gòu)域進(jìn)行模擬分析, 研究人員發(fā)現(xiàn)其由一個(gè)核心子域及一個(gè)外部子域構(gòu)成, 并且這個(gè)外部子域更類(lèi)似于SARS-CoV; 盡管有些關(guān)鍵殘基存在差異, 但可推斷SARS-CoV-2與SARSCoV一樣, 也是利用血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2 (angiotensin converting enzyme 2, ACE2) 作為細(xì)胞受體的[83]. Hoffmann等[84]繼而從實(shí)驗(yàn)角度進(jìn)行了驗(yàn)證, 結(jié)果表明SARS-CoV-2-S選擇侵入 SARS-S侵入的細(xì)胞系, 兩者S蛋白受體結(jié)合域內(nèi)含有相似的保守氨基酸序列, 并且提高h(yuǎn)ACE2抗血清濃度能夠阻止兩種S蛋白介導(dǎo)的病毒侵入, 這驗(yàn)證了SARS-CoV-2利用S蛋白與細(xì)胞上ACE2受體結(jié)合的推斷. 此外, 通過(guò)對(duì)氨基酸序列的排列發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2的S蛋白存在1個(gè)缺失和3個(gè)插入位點(diǎn), 4個(gè)多余的氨基酸PRRA插入S1與S2亞基之間, 可能會(huì)潛在影響S蛋白的水解. 為了證實(shí)以上推測(cè), Wang等[85]利用生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2的S蛋白在S1與S2亞基之間存在一個(gè)特殊的弗林蛋白酶剪切位點(diǎn). 弗林蛋白酶普遍表達(dá)于多種器官和組織, 包括腦、肺、胃腸道、肝、胰腺及生殖系統(tǒng). 弗林蛋白酶的預(yù)剪切可能促進(jìn)后面依賴(lài)于絲氨酸蛋白酶(TMPRSS2)的入胞過(guò)程.當(dāng)SARS-CoV-2感染細(xì)胞時(shí), 主要通過(guò)TMPRSS2對(duì)S蛋白水解, 有些可能還需要半胱氨酸蛋白酶CatB/L的參與[84]. 研究表明TMPRSS2不僅參與冠狀病毒的蛋白水解, 在流感病毒H7 N9和H1 N1的感染中也發(fā)揮重要作用[86]. 冠狀病毒的S蛋白與流感病毒HA同屬Ⅰ型病毒融合蛋白, 在適當(dāng)?shù)牡鞍姿饬呀夂? 二硫鍵結(jié)合亞基HA1和HA2形成同源三聚體. 作為參與其中的多種蛋白酶中的一種, TMPRSS2只裂解宿主細(xì)胞內(nèi)新生的 HA, 而不參與侵入的病毒粒子HA的蛋白水解激活.

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶ACE2定位于多種器官的質(zhì)膜上, 利用細(xì)胞外區(qū)域執(zhí)行功能并通過(guò)血管緊張素Ⅱ-1 型 受 體 (angiotensin II type 1 receptor,AT1 R) 誘導(dǎo)病毒侵入細(xì)胞, 隨后 ACE2 被降解[87].研究表明在SARS-CoV-2感染過(guò)程中, ACE2將血管緊張素Ⅱ (angiotensin Ⅱ, Ang Ⅱ) 降解為七肽血管緊張素1-7, 終止Ang Ⅱ的促炎癥反應(yīng), 同時(shí)Ang Ⅱ通過(guò)內(nèi)吞作用和溶酶體降解誘導(dǎo)ACE2的細(xì)胞內(nèi)吞[87]. 研究者通過(guò)希爾函數(shù)形式闡明S蛋白與ACE2結(jié)合的過(guò)程, 即位于細(xì)胞膜上的ACE2通常是與氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體B0AT1結(jié)合, SARSCoV-2感染首先形成一種雜化三聚體, 由S1亞基的RBD結(jié)構(gòu)域、ACE2蛋白和B0AT1組成[88], 說(shuō)明SARS-CoV-2侵入細(xì)胞是通過(guò)受體介導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)的.

對(duì)于SARS-CoV內(nèi)吞機(jī)制的研究相對(duì)較多.早期研究認(rèn)為SARS-CoV不依賴(lài)于pH即能感染細(xì)胞, 推斷其侵入可能是通過(guò)直接的膜融合來(lái)實(shí)現(xiàn)的[89]; 后來(lái)有研究表明SARS-CoV侵入細(xì)胞具有一定的pH依賴(lài)性[90], 需要內(nèi)體蛋白酶CatB/L的參與[91], 暗示其可能采取內(nèi)吞途徑. Inoue等[92]基于HepG2細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn), SARS-CoV可以侵入caveolin-1陰性的HepG2細(xì)胞, 同時(shí)藥物氯丙嗪(一種網(wǎng)格蛋白依賴(lài)的內(nèi)吞抑制劑) 和阻止網(wǎng)格蛋白重鏈表達(dá)的小干擾RNA皆能夠顯著抑制該侵入過(guò)程; 此外, ACE2與網(wǎng)格蛋白重鏈共定位于非脂筏區(qū). 這些現(xiàn)象表明網(wǎng)格蛋白依賴(lài)的內(nèi)吞途徑可能是SARS-CoV侵入宿主細(xì)胞的主要方式. 由于非洲綠猴腎細(xì)胞Vero E6具有相對(duì)較高的ACE2表達(dá)量, 因此它被廣泛應(yīng)用于SARS-CoV相關(guān)的研究中. 例如Wang課題組[93]分別用b-甲基環(huán)糊精和菲律賓菌素作用于細(xì)胞提取膜內(nèi)膽固醇, 結(jié)果顯示菲律賓菌素對(duì)SARS-CoV的內(nèi)吞沒(méi)有影響,而b-甲基環(huán)糊精作用后病毒侵入被抑制且抑制效果呈藥物濃度依賴(lài)性; 同時(shí), 雙色免疫熒光結(jié)果顯示SARS-CoV與caveolin-1并未發(fā)生共定位, 這暗示著b-甲基環(huán)糊精的抑制作用極有可能是通過(guò)改變膜脂質(zhì)微區(qū)的完整性(而并非通過(guò)干擾小窩結(jié)構(gòu)介導(dǎo)的內(nèi)吞)來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 進(jìn)一步說(shuō)明了小窩結(jié)構(gòu)不一定參與SARS-CoV侵入細(xì)胞. 另外該研究還發(fā)現(xiàn), 細(xì)胞松弛素D (一種抑制巨胞飲作用的藥物) 可以輕微地抑制病毒對(duì)Vero E6細(xì)胞的感染,同時(shí)SARS-CoV假病毒顆粒能夠誘導(dǎo)受體從細(xì)胞表面轉(zhuǎn)移至細(xì)胞內(nèi); 考慮到巨胞飲過(guò)程并不需要受體參與, 這說(shuō)明巨胞飲也不應(yīng)是SARS-CoV侵入Vero E6細(xì)胞的主要途徑; 然而氯丙嗪或者Eps15的顯性負(fù)性突變體不能阻斷病毒的侵入, 說(shuō)明SARS-CoV能夠通過(guò)受體介導(dǎo), 而不依賴(lài)于網(wǎng)格蛋白和小窩結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)吞, 其間可能有脂筏結(jié)構(gòu)的參與[93]. 總之, 針對(duì)SARS-CoV對(duì)細(xì)胞的侵入過(guò)程目前已經(jīng)觀(guān)察到了網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞、非網(wǎng)格蛋白非小窩結(jié)構(gòu)介導(dǎo)的內(nèi)吞、脂筏參與等多種可能的方式, 而SARS-CoV-2是否采用與SARSCoV類(lèi)似的方式侵入細(xì)胞或者是否存在其他的途徑仍需進(jìn)一步的研究[94].

4 總結(jié)與討論

本文從流感病毒的結(jié)構(gòu)特征出發(fā), 介紹了流感病毒感染細(xì)胞尤其是其在細(xì)胞表面鍵合并實(shí)現(xiàn)內(nèi)化的過(guò)程. 流感病毒利用自身的HA, 與細(xì)胞表面糖蛋白或糖脂末端的唾液酸殘基、或磷酸化糖蛋白、C型凝集素Langerin、乃至脂筏結(jié)構(gòu)等結(jié)合,之后在 Epsin1, AP2B1, FFAR2, 核仁蛋白等細(xì)胞因子及Ca2+通道、脂筏等結(jié)構(gòu)的調(diào)制下, 激活特定的細(xì)胞信號(hào)通路刺激細(xì)胞進(jìn)行內(nèi)化. 細(xì)胞表面鍵合的流感病毒主要通過(guò)網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)吞, 此外也存在巨胞飲作用、依賴(lài)小窩結(jié)構(gòu)、或非網(wǎng)格蛋白非小窩介導(dǎo)等內(nèi)化途徑, 侵入細(xì)胞后完成基因組復(fù)制和蛋白質(zhì)表達(dá)從而組裝成新的病毒體.與流感病毒類(lèi)似, SARS-CoV-2利用包被上的刺突蛋白S1與宿主細(xì)胞的ACE2受體結(jié)合, 需要細(xì)胞內(nèi)的 TMPRSS2, AT1 R, Ang Ⅱ等蛋白的參與從而侵入細(xì)胞.

病毒是很簡(jiǎn)單的生物, 但其與細(xì)胞相互作用的復(fù)雜途徑為理解病毒的細(xì)胞內(nèi)化和感染過(guò)程帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn). 流感病毒與SARS-CoV-2都是通過(guò)配體受體相結(jié)合的方式吸附至細(xì)胞表面, 經(jīng)細(xì)胞內(nèi)蛋白水解酶的作用將HA和S蛋白活化形成兩個(gè)亞基, 分別負(fù)責(zé)病毒與宿主細(xì)胞的結(jié)合及介導(dǎo)膜融合過(guò)程. 流感病毒結(jié)合至細(xì)胞受體后需要多種細(xì)胞因子的參與才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)吞, 而有研究表明SARSCoV-2同樣可能利用細(xì)胞內(nèi)的某些促吸附因子, 例如與細(xì)胞糖蛋白的結(jié)合, 來(lái)增強(qiáng)其感染性[84]. 這表明流感病毒與SARS-CoV-2在對(duì)細(xì)胞作用的機(jī)理上存在一些相似之處, 因此利用流感病毒的研究方法開(kāi)展對(duì)SARS-CoV-2與細(xì)胞作用的研究是一條潛在的途徑, 這些方法包括利用siRNA技術(shù)或過(guò)表達(dá)顯性負(fù)突變體探究細(xì)胞內(nèi)的蛋白在病毒感染中的作用, 利用單病毒跟蹤、定量活細(xì)胞成像和冷凍電鏡技術(shù)并結(jié)合改進(jìn)的分析方法以實(shí)時(shí)追蹤病毒侵入細(xì)胞的過(guò)程等. 有效結(jié)合多種研究手段實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒與細(xì)胞相互作用的深入了解, 將有助于開(kāi)發(fā)出針對(duì)現(xiàn)有的及新出現(xiàn)的病毒性疾病的有效防御措施, 研發(fā)出針對(duì)宿主細(xì)胞關(guān)鍵功能的靶向藥物.這類(lèi)以宿主為導(dǎo)向的藥物或抑制劑能夠發(fā)揮更加有效的病毒抑制效果, 并且不易導(dǎo)致耐藥性發(fā)生.