HDL清道夫受体B型1促进SARS-CoV-2进入细胞

HDL-scavenger receptor B type 1 facilitates SARS-CoV-2 entry

作者信息Congwen Wei, Luming Wan, Qiulin Yan, Xiaolin Wang, Jun Zhang, Xiaopan Yang, Yanhong Zhang, Chen Fan, Dongyu Li, Yongqiang Deng, Jin Sun, Jing Gong, Xiaoli Yang, Yufei Wang, Xuejun Wang, Jianmin Li, Huan Yang, Huilong Li, Zhe Zhang, Rong Wang, Peng Du, Yulong Zong, Feng Yin, Wanchuan Zhang, Nan Wang, Yumeng Peng, Haotian Lin, Jiangyue Feng, Chengfeng Qin, Wei Chen, Qi Gao, Rui Zhang, Yuan Cao, Hui Zhong
PMID33244168
期刊Nat Metab
发布时间2020-12
DOI10.1038/s42255-020-00324-0

实验完整度

实验包括分子结合(MST、SPR、多肽结合)、细胞感染(假病毒与活病毒)、基因敲低/过表达、药理抑制及组织免疫组化多个层级,并包含功能与机制验证。

主要模型

Huh-7细胞 Vero E6细胞 293T细胞 Hepa 1-6细胞

重点核对

HDL浓度(0.1% FBS作为对照,HDL 1-12 μg/ml) SR-B1表达水平(siRNA敲低或过表达) ACE2共表达 SR-B1抑制剂(ITX 5061和BLT-1)使用的浓度(25 μM) 感染时间点(如3小时和24小时)

摘要

导致持续的新型冠状病毒病(COVID-19)大流行的严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)通过病毒刺突蛋白(SARS-2-S)与细胞表面受体血管紧张素转换酶2(ACE2)结合感染宿主细胞。在这里,我们表明高密度脂蛋白(HDL)清道夫受体B型1(SR-B1)促进SARS-CoV-2的ACE2依赖性进入。我们发现SARS-2-S的S1亚基与胆固醇结合,并可能通过与HDL成分结合在体外增强病毒摄取。SR-B1表达通过增强病毒附着,促进SARS-CoV-2进入表达ACE2的细胞。用单克隆抗体阻断SARS-2-S1上的胆固醇结合位点,或用药理性SR-B1拮抗剂处理培养细胞,可抑制HDL增强的SARS-CoV-2感染。我们进一步表明,SR-B1在人类肺组织和一些肺外组织中与ACE2共表达。我们的发现揭示SR-B1作为促进SARS-CoV-2进入的宿主因子,可能有助于解释病毒嗜性,确定COVID-19与脂蛋白代谢之间可能的分子联系,并强调SR-B1作为干扰SARS-CoV-2感染的潜在治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SR-B1是否作为SARS-CoV-2进入宿主细胞的辅助因子,以及其机制是否涉及HDL与刺突蛋白的相互作用。
核心机制
HDL与SARS-2-S的S1亚基结合,可能通过SR-B1介导的脂质转移增加细胞膜胆固醇含量,从而增强病毒附着和ACE2依赖性进入。
主要证据
体外实验显示HDL增强假病毒和活病毒感染;SR-B1敲低降低而过表达增强感染;SR-B1与ACE2共表达显著提高易感性;SR-B1抑制剂阻断HDL增强的感染;免疫组化显示肺和部分肺外组织共表达SR-B1与ACE2。
研究意义
SR-B1可能作为SARS-CoV-2进入的辅助因子,为解释病毒嗜性提供新线索,并作为潜在抗病毒治疗靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SARS-2-S与胆固醇和HDL的结合分析

验证SARS-2-S是否具有胆固醇结合能力及其与HDL的相互作用。

通过MST、SPR和肽-胆固醇结合实验,检测SARS-2-S蛋白与胆固醇、HDL的结合,并定位结合位点。

2

HDL对SARS-CoV-2进入的影响

检测HDL是否增强SARS-CoV-2的细胞进入和感染。

用假病毒和活病毒感染Huh-7细胞,在含HDL或对照条件下检测进入效率和病毒复制。

3

SR-B1表达对SARS-CoV-2感染性的影响

验证SR-B1是否参与SARS-CoV-2的进入。

通过过表达或siRNA敲低SR-B1,检测假病毒和活病毒感染的变化。

4

SR-B1与ACE2共表达对易感性的影响

确定SR-B1和ACE2共表达是否增强细胞对SARS-CoV-2的易感性。

在293T、Hepa 1-6和MDCK细胞中共转染ACE2和SR-B1,评估假病毒感染。

5

SR-B1介导的病毒附着和进入

探索SR-B1是否通过增强病毒附着和进入来发挥作用。

通过免疫染色和流式细胞术检测SR-B1与病毒粒子的共定位及附着,并通过抑制剂实验验证。

6

组织中共表达分析

检查SR-B1和ACE2在人体组织中的共表达情况。

使用免疫组化对正常人体器官组织芯片进行染色,检测SR-B1和ACE2的表达与定位。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
SARS-2-S蛋白Acro BiosystemsSPN-C52H9
SARS-2-S1蛋白Acro BiosystemsS1N-C52H3
SARS-2-S2蛋白Acro BiosystemsS2N-C52H5
SARS-2-RBD蛋白Acro BiosystemsSPD-C52H3
ITX 5061MedChemExpressHY-19900
BLT-1Sigma-AldrichSML0059
胆固醇Sigma-AldrichC8667
菜油甾醇Sigma-AldrichC5157
表胆固醇Sigma-AldrichR207349
DMEM(高糖)Sigma-AldrichD5796
人血清GibcoA3969001
胎牛血清GibcoA3160901
Lipofectamine 2000Invitrogen11668-027
人正常器官组织芯片BiomaxMNO661
Monolith His-Tag标记试剂盒NanoTemper TechnologiesMO-L018
NT-647染料NanoTemper TechnologiesMO-L008
标准玻璃毛细管NanoTemper TechnologiesMO-K022
OpenSPR-XT系统Nicoya Lifesciences--
NTA传感器Nicoya LifesciencesSEN-AU-100-3-NTA
抗Flag抗体Sigma-AldrichA8592
抗HA抗体Sigma-AldrichH9658
抗SR-B1抗体Abcamab217318
抗ACE2抗体Abcamab108252
抗α-微管蛋白抗体Sigma-AldrichT9026
ACE2抗体Abcamab108252
SR-B1抗体Abcamab217318
流式用ACE2抗体Proteintech21115-1-AP
PE抗His抗体BioLegend362603
流式用SR-B1抗体BioLegend363208
SARS-2-S单克隆抗体GeneTexGTX632604
SARS-2-S1抗体Sino Biological40150-T62-COV2
Flag-SARS-2-S----
Huh-7细胞系JCRB0403
HeLa-hACE2细胞系Beijing Vitalstar Biotechnology012
293T细胞系ATCCCRL-3216
Vero E6细胞系ATCCCRL-1568
MDCK细胞系ATCCCCL-34
Hepa 1-6细胞系ATCCCRL-1830
Cary Eclipse荧光分光光度计Agilent Technologies--
Tanon 5200化学发光成像系统Tanon--
病毒RNA提取试剂盒Qiagen52906
一步法PrimeScript RT-PCR试剂盒Takara--
Applied Biosystems 7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
Invitrogen Attune NxT声波聚焦流式细胞仪Invitrogen--
SARS-CoV-2毒株--BetaCoV/Beijing/IME-BJ01/2020

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
分子结合实验
SARS-2-S蛋白浓度、HDL浓度、胆固醇浓度、缓冲液成分(如Fos-choline 13浓度)
阅读提示:Methods部分中的MST、SPR和肽结合实验小节
病毒感染实验
细胞系(Huh-7)、HDL浓度、感染时间、MOI、检测时间点(3h/24h)、RT-qPCR引物和探针序列
阅读提示:Methods部分中的感染实验和RT-qPCR小节,以及图例
SR-B1功能和抑制实验
siRNA序列、转染试剂、ITX 5061和BLT-1浓度、预孵育时间
阅读提示:Methods部分中的细胞培养和转染、感染实验、化合物处理,以及图例
组织表达分析
组织芯片类型、抗体稀释度、抗原修复条件
阅读提示:Methods部分中的免疫组化小节