研究人员发现了M蛋白如何成为SARS-CoV-2病毒球形结构的关键

研究人员发现了M蛋白如何成为SARS-CoV-2病毒球形结构的关键 M蛋白的创新研究由加州大学河滨分校的物理学家领导的一个研究小组设计了一种制造大量 M 蛋白的新方法，并描述了该蛋白与细胞膜（包膜或“皮肤”）的物理相互作用。 病毒。 该团队的理论建模和模拟显示了这些相互作用如何可能导致病毒自我组装。研究人员在今天发表在《科学进展》上的论文中报告说，当与 SARS-CoV-2 上的刺突蛋白相邻的 M 蛋白卡在膜中时，它会通过局部减少膜厚度来诱导膜弯曲。 这种曲率的诱导导致了 SARS-CoV-2 的球形。从左到右：Roya Zandi、Thomas Kuhlman 和 Umar Mohideen。 图片来源：加州大学河滨分校库尔曼实验室“如果我们能够更好地了解病毒如何自我组装，那么原则上我们就可以想出方法来阻止这一过程并控制病毒的传播，”物理学和天文学助理教授托马斯·E·库尔曼(Thomas E. Kuhlman)说。 领导了该研究项目。 “M 蛋白之前一直抵制任何类型的表征，因为它很难制造。”Kuhlman和他的同事通过使用大肠杆菌作为“工厂”来大量制造M蛋白，从而克服了这一困难。 他解释说，虽然大肠杆菌可以产生大量的 M 蛋白，但这些蛋白质往往会在大肠杆菌细胞中聚集在一起，最终杀死它们。 为了规避这一挑战，研究人员诱导大肠杆菌细胞产生小泛素相关修饰蛋白（SUMO）以及 M 蛋白。突破性技术“在我们的实验中，当大肠杆菌产生 M 蛋白时，它同时产生 SUMO，”Kuhlman说。 “M 蛋白与 SUMO 蛋白融合，从而防止 M 蛋白彼此粘连。 SUMO 蛋白相对容易通过另一种蛋白简单地切断来去除。 M 蛋白由此被纯化并从 SUMO 中分离出来。”这项工作为驱动 SARS-CoV-2 病毒组装的机制提供了基本见解。“由于 M 蛋白也是其他冠状病毒的组成部分，我们的研究结果提供了有用的见解，可以增强我们的理解，并有可能不仅在 SARS-CoV-2 中，而且在其他致病性冠状病毒中干预病毒形成。”未来发展方向接下来，研究人员计划研究 M 蛋白与其他 SARS-CoV-2 蛋白的相互作用，以潜在地破坏这些与药物的相互作用。Kuhlman与加州大学河滨分校的物理学家 Roya Zandi 和 Umar Mohideen 一起参与了这项研究。 Kuhlman负责制造 M 蛋白。 Mohideen 是一位杰出的物理学和天文学教授，他使用原子力显微镜和低温电子显微镜来测量 M 蛋白如何与膜相互作用。 Zandi 是病毒组装专家、物理学和天文学教授，他开发了 M 蛋白如何相互作用以及与膜相互作用的模拟。该论文的其他合著者包括加州大学河滨分校的 Yuanzhong Zhu、Siyu Li、Michael Worcester、Sara Anbir、Pratyasha Mishra； 以及加州大学默塞德分校的 Joseph McTiernan、Michael E. Colvin 和 Ajay Gopinathan。 共同第一作者张和安比尔对这项工作做出了同等贡献。该研究得到了加州大学总统办公室的资助，旨在调查 COVID-19 病毒如何自我组装。该研究论文的标题是“脂质双层内 SARS-CoV-2 膜蛋白的合成、插入和表征”。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究人员发现冠状病毒与脆性X染色体综合征之间存在联系

研究人员发现冠状病毒与脆性X染色体综合征之间存在联系 SARS-CoV-2是导致COVID-19大流行的冠状病毒变种。研究人员非常惊讶地发现，SARS-CoV-2 劫持了与脆性 X 综合症相关的蛋白质，而脆性 X 综合症是导致智力残疾的最常见遗传原因。为了进一步探索冠状病毒与脆性 X 相关蛋白之间的联系，负责实验室工作的博士后迪米特里亚-加尔万斯卡（Dimitriya Garvanska）使用了各种细胞生物学和生物化学方法来了解这一过程。研究小组想知道，劫持脆性 X 相关蛋白是否对病毒在体内传播的能力至关重要。因此，他们与得克萨斯大学医学分院的一组研究人员一起制造了一种"突变病毒"。脆性 X 综合征小知识：这种综合症是由所谓的 FMR1 基因缺陷引起的，是遗传性智力障碍最常见的原因。这种病的特征是智力障碍，通常男孩/男性为中度到重度，女孩/女性为轻度。大约每 4,000 名男婴和每 10,000 名女婴中就有 1 人患有脆性 X 综合症。"我们对病毒蛋白 NSP3 的一小部分进行了突变，使其与脆性 X 相关蛋白结合，细胞培养试验表明，这降低了病毒的传播能力。此外，对仓鼠的测试表明，感染变异病毒后，在感染初期对肺部的影响较小，"Dimitriya Garvanska 解释并补充道："也就是说，与脆性 X 相关蛋白的结合对病毒的传播能力至关重要。随后的测试表明，这些蛋白质是细胞抗病毒防御的一部分，而 SARS-CoV-2 试图通过劫持这些蛋白质来对抗这种防御系统"。研究结果可能表明，脆性 X 综合征患者更容易感染 SARS-CoV-2 和其他病毒。这表明，我们或许应该对这些病人更加关注。该研究有助于深入了解脆性 X 综合征的可能病因除了确定冠状病毒与脆性 X 综合征之间的联系，雅各布-尼尔松、迪米特里亚-加尔万斯卡及其同事还对脆性 X 综合征有了更深入的了解。"我们知道，脆性 X 相关蛋白是大脑发育的关键。因为如果没有足够的蛋白质，我们就会遇到问题。但我们不知道它们为什么如此重要。在这项研究中，我们了解到它们与另一种蛋白质 UBAP2L 结合，而 UBAP2L 有助于决定细胞产生哪些蛋白质，"雅各布-尼尔松说。研究人员还发现，脆性 X 相关蛋白的突变会阻止它们与 UBAP2L 结合。这表明，要了解脆性 X 综合征，我们需要了解它是如何影响细胞中蛋白质的生成的。虽然这项新研究可以被称为基础研究，但其结果可能会被证明对未来的治疗有用。到目前为止，这还只是猜测。但从根本上说，我们对这些机制了解得越多，将来影响它们的机会就越大。您可以阅读《EMBO Reports》上的研究报告："SARS-CoV-2 劫持脆性 X 弱智蛋白以实现高效感染"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究发现吸电子烟会增加 COVID-19 感染风险

新研究发现吸电子烟会增加 COVID-19 感染风险 加利福尼亚大学河滨分校的一项研究发现，使用电子烟或吸电子烟者有感染SARS-CoV-2 的风险，SARS-CoV-2 是导致COVID-19 在全球持续传播的病毒。电子香烟中使用的液体称为电子烟液，通常含有尼古丁、丙二醇、植物甘油和调味化学品。研究人员发现，丙二醇/植物甘油单独或与尼古丁一起会通过不同的机制增强 COVID-19 感染机会。研究人员还发现，在电子液体中添加苯甲酸可以防止丙二醇、植物甘油和尼古丁引起的感染。研究结果刊登在《美国生理学杂志》上。分子、细胞和系统生物学系博士后研究员、该研究论文的第一作者拉塔波-潘德通（Rattapol Phandthong）说："吸食仅由丙二醇/植物甘油或pH值为中性至碱性的电子液体产生的气溶胶的用户更容易感染病毒，而吸食由苯甲酸（pH值为酸性）电子液体产生的气溶胶的用户与不吸食者具有相同的病毒易感性。"实验方法和结果研究人员从人体捐献者身上获得气道干细胞，制作出人体支气管上皮的三维组织模型。然后，他们将这些组织暴露在JUUL和BLU电子香烟气溶胶中，研究其对SARS-CoV-2感染的影响。他们发现，所有组织中的 ACE2（SARS-CoV-2 病毒的宿主细胞受体）含量都有所增加。此外，还发现在接触尼古丁气溶胶的组织中，病毒感染细胞所必需的酶 TMPRSS2 的活性也有所提高。研究生部教授普鲁-塔尔博特（Prue Talbot）是范德通的导师，她说，电子烟使用者应谨慎吸食电子烟，因为有些产品会增加他们感染 SARs-CoV-2 的几率。她说："为了保护健康和不再依赖尼古丁，吸烟者最好戒烟。如果他们不能停止吸食，最好是吸食酸性 pH 值或含有苯甲酸的电子液体产生的气溶胶，以防止尼古丁、丙二醇和植物甘油导致的 SARS-CoV-2 感染增强。不过，吸入苯甲酸也有风险，目前这方面的数据还很有限"。复杂性和未来方向研究人员承认，电子烟与 SARS-CoV-2 易感性之间的关系很复杂。Phandthong说："造成这种复杂性的原因是电子烟液的种类繁多、每种电子烟液的化学成分以及电子烟的不同型号。我们的研究只使用了经典烟草味 JUUL 电子烟和 BLU 经典烟草味电子烟。即使只使用这两种电子烟，我们也发现气溶胶和个别成分对 SARS-CoV-2 感染产生了不同的影响。"Phandthong和Talbot希望食品药品管理局能利用他们的研究成果来实施电子烟产品的监管法律："我们的研究结果还有助于改进涉及使用烟草制品和SARS-CoV-2感染的临床试验的设计。与此同时，值得注意的是，科学文献表明，感染了 SARS-CoV-2 的吸食者在恢复期间会出现更多的并发症，而且更有可能患上长 COVID-19，这种并发症可能很严重，而且会在感染后持续好几个月。我们希望我们的研究结果能鼓励吸食者停止吸食，并劝阻非吸食者不要开始吸食。"研究小组只调查了 SARS-CoV-2 感染的初期阶段。感染还有许多后期阶段，例如病毒复制。吸入电子烟气溶胶很可能也会影响到这些其他阶段。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现 COVID-19 如何暗中损害心脏 带来严重健康后果

科学家发现 COVID-19 如何暗中损害心脏 带来严重健康后果 不过，研究人员说，这些发现可能与心脏以外的器官有关，也可能与SARS-CoV-2以外的病毒有关。科学家们早就知道 COVID-19 会增加心脏病发作、中风和长 COVID 的风险，而之前的成像研究也表明，50% 以上的 COVID-19 感染者的心脏会出现一些炎症或损伤。科学家们不知道的是，这种损害是因为病毒感染了心脏组织本身，还是因为人体对病毒的免疫反应引发了全身炎症。美国国立卫生研究院下属的国家心肺血液研究所（NHLBI）基础与早期转化研究项目副主任米歇尔-奥利弗博士说："这是一个关键问题，找到答案将使我们对这种严重肺损伤与可能导致心血管并发症的炎症之间的联系有一个全新的认识。研究还表明，通过治疗抑制炎症可能有助于最大限度地减少这些并发症。"为了得出结论，研究人员重点研究了被称为心脏巨噬细胞的免疫细胞，这些细胞通常在保持组织健康方面发挥着关键作用，但在心脏病发作或心力衰竭等损伤时会变成炎性细胞。研究人员分析了21名死于SARS-CoV-2相关ARDS的患者的心脏组织标本，并与33名死于非COVID-19原因的患者的标本进行了比较。他们还用 SARS-CoV-2 感染了小鼠，以观察巨噬细胞在感染后发生了什么变化。在人类和小鼠身上，他们发现 SARS-CoV-2 感染增加了心脏巨噬细胞的总数，也使它们改变了正常的作息规律，变得具有炎症性。该研究的资深作者、哈佛医学院放射学教授、医学博士马蒂亚斯-纳伦多夫（Matthias Nahrendorf）说，当巨噬细胞不再从事正常工作（包括维持心脏的新陈代谢和清除有害细菌或其他外来物质）时，它们就会削弱心脏和身体的其他部分。研究人员随后设计了一项小鼠研究，以检验他们观察到的反应是由于 SARS-CoV-2 直接感染了心脏，还是由于肺部的 SARS-CoV-2 感染严重到足以使心脏巨噬细胞更加炎症。这项研究模拟了肺部炎症信号，但没有实际的病毒存在。结果是：即使在没有病毒的情况下，小鼠也能表现出足够强的免疫反应，产生与研究人员在死于 COVID-19 的病人和感染了 SARS-CoV-2 的小鼠身上观察到的相同的心脏巨噬细胞转移。纳伦多夫说："这项研究表明，COVID感染后，免疫系统会引发全身严重炎症，从而对其他器官造成远程损害这还不包括病毒本身直接对肺组织造成的损害。这些发现也可以更广泛地应用，因为我们的研究结果表明，任何严重的感染都会给全身带来冲击。"研究小组还发现，用中和抗体阻断小鼠的免疫反应可以阻止炎性心脏巨噬细胞的流动，保护心脏功能。虽然他们还没有在人体中进行试验，但这样的治疗方法可以作为一种预防措施，帮助COVID-19患者或那些可能因SARS-CoV-2相关ARDS而导致更严重后果的人。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新发现：COVID-19病毒感染后可在体内存活一年以上

新发现：COVID-19病毒感染后可在体内存活一年以上 科学家们发现，SARS-CoV-2（被称为 COVID 抗原）的片段在感染后 14 个月内仍残留在血液中，而在 COVID 感染者的组织样本中则残留了两年多。领导这两项研究的加州大学旧金山分校医学院传染病研究员、医学博士迈克尔-佩鲁索（Michael Peluso）说："这两项研究提供了一些迄今为止最有力的证据，证明 COVID 抗原会在一些人体内持续存在，即使我们认为他们有正常的免疫反应。"该研究结果在 2024 年 3 月 3 日至 6 日于丹佛举行的逆转录病毒和机会性感染大会（CROI）上公布。长期感染的证据在大流行初期，COVID-19 被认为是一种短暂的疾病。但是，越来越多的患者，甚至是以前身体健康的患者，在数月甚至数年内持续出现脑雾、消化问题和血管问题等症状。研究人员检测了 171 名 COVID 感染者的血液样本。科学家们利用一种超灵敏的 COVID"尖峰"蛋白检测方法（这种蛋白有助于病毒侵入人体细胞），发现有些人体内的病毒在 14 个月后仍然存在。在因 COVID-19 而住院的人群中，检测到 COVID 抗原的可能性大约是未住院人群的两倍。在那些报告病情较重但未住院的人群中，检测到 COVID 抗原的可能性也更高。佩鲁索说："作为一名临床医生，这些关联让我相信我们正在研究一些东西，因为感染 COVID 病症较重的人体内会有更多的抗原。"病毒在组织中可存活两年之久由于病毒被认为会在组织库中持续存在，科学家们转而求助于加州大学旧金山分校的长 COVID 组织库，该组织库中有Long-COVID 患者和非Long-COVID 患者捐赠的样本。他们在感染后的两年内都检测到了部分病毒RNA，但没有证据表明患者再次受到感染。他们在免疫细胞所在的结缔组织中发现了病毒，这表明病毒片段正在引起免疫系统的攻击。在一些样本中，研究人员发现病毒可能具有活性。需要进行更多的研究以确定这些片段的持续存在是否会导致Long-COVID 以及心脏病发作和中风等相关风险。不过，基于这些发现，加州大学旧金山分校的佩鲁索团队正在参与多项临床试验，测试单克隆抗体或抗病毒药物是否能清除病毒，改善长期感染 COVID 患者的健康状况。佩鲁索说："还有很多工作要做，但我觉得我们在真正了解这种感染的长期后果方面正在取得进展。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

与病毒一起进化：更新COVID-19疫苗的反应会受到以前接种疫苗的影响

与病毒一起进化：更新COVID-19疫苗的反应会受到以前接种疫苗的影响 COVID-19大流行已经结束，但该病毒仍在继续流行，每周都有数千人住院治疗，并经常产生新的变种。由于该病毒具有极强的变异和免疫逃避能力，世界卫生组织（WHO）建议每年更新 COVID-19 疫苗。但一些科学家担心，首批 COVID-19 疫苗取得的巨大成功可能会对更新版本产生不利影响，从而削弱年度疫苗接种计划的效用。类似的问题也困扰着每年的流感疫苗接种活动；一年的流感疫苗接种所产生的免疫力可能会干扰随后几年的免疫反应，从而降低疫苗的效力。圣路易斯华盛顿大学医学院研究人员的一项新研究有助于解决这个问题。与对流感病毒的免疫不同，先前对导致 COVID-19 的SARS-CoV-2 病毒的免疫不会抑制后来的疫苗反应。研究人员报告说，它反而会促进广泛抑制性抗体的发展。重复接种疫苗的益处这项在线发表于《自然》（Nature）上的研究表明，反复接种 COVID-19 疫苗的人最初接种的是针对原始变种的疫苗，之后接种的是针对变种的强化疫苗和更新疫苗产生的抗体能够中和多种 SARS-CoV-2 变种，甚至是一些远缘冠状病毒。研究结果表明，定期重新接种 COVID-19 疫苗非但不会阻碍人体识别和应对新变种的能力，反而会使人们逐渐积累起广泛的中和抗体，从而保护他们免受新出现的 SARS-CoV-2 变种和其他一些冠状病毒的感染，甚至是那些尚未出现的感染人类的病毒。资深作者、赫伯特-S-加瑟医学教授、医学博士迈克尔-S-戴蒙德（Michael S. Diamond）说："一个人接种的第一种疫苗会诱发强烈的初级免疫反应，这种反应会影响对后续感染和疫苗接种的反应，这种效应被称为'印记'。原则上，印记可以是积极的、消极的或中性的。在这种情况下，我们看到的强烈印记是积极的，因为它与具有显著广泛活性的交叉反应中和抗体的发展相结合。"医护人员于 2020 年 12 月接种了第一剂 COVID-19 疫苗。圣路易斯华盛顿大学医学院研究人员的一项研究发现，重复接种更新版的 COVID-19 疫苗可促进抗体的发展，从而中和导致 COVID-19 以及相关冠状病毒的多种病毒变体。资料来源：马特-米勒/华盛顿大学印记是免疫记忆发挥作用的自然结果。第一次接种会触发记忆免疫细胞的发育。当人们接种第二次与第一次非常相似的疫苗时，第一次疫苗激发的记忆细胞就会被重新激活。这些记忆细胞主导并形成对后续疫苗的免疫反应。就流感疫苗而言，印记会产生负面影响。产生抗体的记忆细胞会排挤产生抗体的新细胞，人们针对新疫苗中的菌株产生的中和抗体相对较少。但在其他情况下，"印记"可能是积极的，因为它能促进交叉反应抗体的产生，从而中和最初疫苗和后续疫苗中的毒株。关于印记及其影响的研究为了了解印记如何影响对重复接种COVID-19疫苗的免疫反应，戴蒙德和包括第一作者、研究生梁洁玉在内的同事们研究了小鼠或接种过一系列COVID-19疫苗和增强剂的人的抗体，这些疫苗和增强剂首先针对的是原始变体，然后是奥米克变体。一些人类参与者也自然感染了导致COVID-19的病毒。第一个问题是印记效应的强度。研究人员测量了参与者体内有多少中和抗体是针对原始变体、奥米克隆变体或两者的。他们发现，只有极少数人产生了针对奥米克龙的特异性抗体，这种模式表明最初的疫苗接种产生了强烈的印记效应。但他们也发现，原始变体的抗体也很少。绝大多数中和抗体与这两种抗体都有交叉反应。下一个问题是交叉反应效应的范围有多大。根据定义，交叉反应抗体可识别两种或两种以上变体的共同特征。有些特征只有相似的变种才共享，有些特征则是所有 SARS-CoV-2 变种甚至所有冠状病毒共享。为了评估中和抗体的广泛性，研究人员用一组冠状病毒对抗体进行了测试，其中包括来自两个omicron支系的SARS-CoV-2病毒、一种来自穿山甲的冠状病毒、导致2002-03年SARS流行的SARS-1病毒以及中东呼吸综合征（MERS）病毒。这些抗体能中和除 MERS 病毒以外的所有病毒，因为 MERS 病毒与其他病毒来自不同的冠状病毒家族分支。进一步的实验表明，这种显著的广泛性是由于原始疫苗和变异疫苗的结合。只接种针对 SARS-CoV-2 原始变体疫苗的人产生了一些交叉反应抗体，这些抗体能中和穿山甲冠状病毒和 SARS-1 病毒，但水平较低。不过，在接种奥米克疫苗后，针对两种冠状病毒的交叉反应性中和抗体有所增加。综上所述，这些研究结果表明，定期重新接种针对变种的最新 COVID-19 疫苗不仅可以让人们抵御疫苗中的 SARS-CoV-2 变异株，还可以抵御其他 SARS-CoV-2 变异株和相关冠状病毒，可能包括尚未出现的变种。分子微生物学教授、病理学与免疫学教授戴蒙德说："在 COVID-19 大流行之初，世界人口的免疫系统还很幼稚，这也是病毒传播如此之快、造成如此之大破坏的部分原因。我们并不确定每年接种更新的 COVID-19 疫苗是否能保护人们免受新出现的冠状病毒的感染，但这是有可能的。这些数据表明，如果这些交叉反应抗体不会迅速减弱我们需要长期跟踪它们的水平才能确定它们可能会在相关冠状病毒引起的大流行中提供一定甚至是实质性的保护。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：