近日，武汉大学生命科学学院、病毒学国家重点实验室严欢课题组在国际学术期刊Cell Discovery上在线发表了题为“Broad host tropism of ACE2-using MERS-related coronaviruses and determinants restricting viral recognition”的研究论文（Article）。
2022年12月，严欢课题组在Nature期刊首次报道NeoCoV和PDF-2180这两种与中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）密切相关的冠状病毒, 使用血管紧张素转换酶2（ACE2）而非DPP4（MERS-CoV受体）作为功能性受体进入宿主细胞。这两种病毒尚不能高效地利用人类ACE2进入细胞，它们在不同哺乳动物中的宿主范围和跨物种传播潜力也尚不清楚。在前期研究的基础上，课题组基于来自49种蝙蝠和53种非蝙蝠哺乳动物的ACE2同源基因，通过受体结合域（RBD）结合实验与假病毒入侵实验，进一步测试了NeoCoV 和 PDF-2180这两种病毒受体使用的偏好性（如示意图1）。基于蝙蝠ACE2的实验结果显示，这两种病毒不能使用绝大多数阴翼手亚目（Yinpterochiropteran）蝙蝠（Yin-bat）的ACE2进入宿主细胞，但可以高效地识别并利用大多数阳翼手亚目（Yangochiropteran）蝙蝠（Yang-bat）的ACE2。这与同样利用ACE2作为功能性受体进入宿主细胞的NL63和SARS-CoV-2表现出不同的受体识别谱。这两种MERS相关冠状病毒在非蝙蝠哺乳动物中均表现出广泛的受体识别谱，其中包括许多和人类关系比较密切的家畜、模式动物、濒危动物以及一些冠状病毒潜在的中间宿主等。
示意图1：NeoCoV和PDF-2180利用蝙蝠（上）和其它哺乳动物（下）ACE2的能力为了进一步揭示决定NeoCoV和PDF-2180对来自不同宿主的ACE2受体偏好性的分子机制，团队基于上述ACE2识别效率的数据，对不同蝙蝠以及其它哺乳动物ACE2进行了序列与结构的细致分析，总结出四个关键的宿主范围决定因子A，B， C 和 D（如示意图2）。其中位于关键决定域中的N54 (A) 和N329 (C) 两个位点的糖基化参与了病毒受体相互作用，而E305 (B) 和D338 (D)主要通过盐桥等相互作用在受体识别中发挥了很大的作用。其中宿主决定位点E305 (B)在不同宿主ACE2识别中的重要性尤为突出，特别是对于六种不能被高效识别的非蝙蝠哺乳动物的ACE2。
示意图2：NeoCoV和 PDF-2180不同宿主范围决定位点鉴定在前期研究中，课题组发现NeoCoV在受体结合基序（RBM）上T510F的突变可以通过增加和人类ACE2（hACE2）的疏水相互作用，实现对hACE2的高效识别。在本研究中，研究人员通过对102个物种的ACE2序列进行保守性分析，发现相互作用界面上存在一个非常保守的疏水口袋。研究结果显示，NeoCoV-T510F突变体假病毒可以通过增强与这一保守的疏水口袋相互作用，进一步扩大宿主识别范围。（如示意图3）。
示意图3：NeoCoV受体结合结构域T510F突变进一步扩大宿主范围综上，本研究揭示了NeoCoV和PDF-2180能够广泛地使用不同哺乳动物的ACE2作为功能性受体，并确定了在受体层面限制宿主范围的关键决定因子。该论文为研究使用ACE2受体的MERS-CoV相关冠状病毒识别不同物种ACE2的机制提供了重要信息，突出了深入研究这些潜在高致病性病毒感染、传播与致病机制的必要性，强调了相关病毒的发现、监测与预警对防范未来潜在疫情暴发的重要科学与现实意义。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41421-023-00566-8
VIP课程推荐
APP专享直播
热门推荐
收起
24小时滚动播报最新的财经资讯和视频，更多粉丝福利扫描二维码关注（sinafinance）
