SARS-CoV-2刺突蛋白相互作用细胞在人类组织中的全景图

Landscape of SARS-CoV-2 spike protein-interacting cells in human tissues.

作者信息Bingfeng Zheng, Manman Yuan, Qinhai Ma, Shenglan Wang, Yang Tan, Yizhu Xu, Jing Ye, Yanjie Gao, Xueqing Sun, Zifeng Yang, Peipei Xu, Lingdong Kong, Xingxin Wu, Qiang Xu
PMID33756225
发布时间2021-06
DOI10.1016/j.intimp.2021.107567

实验完整度

包含免疫荧光组织芯片筛选、流式验证原代细胞结合、活病毒感染RT-qPCR检测等实验,但缺乏体内功能验证和机制深入验证,实验次数少(n=3或n=5)。

主要模型

正常人类组织芯片(33种组织) 人原代骨髓细胞 正常人类骨髓组织切片

重点核对

RBD-SD1蛋白探针(Novoprotein, Cat. DRA42, 1:50稀释) 正常人类组织芯片(Alenabio, cat. OC-Mul01092) 人原代骨髓细胞(Procell, Cat. CPH-185) SARS-CoV-2感染MOI:0、10^3、10^4,感染2小时,培养3天 RT-qPCR检测ACE2 mRNA表达

摘要

由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起的2019冠状病毒病(COVID-19)已成为全球大流行。然而,SARS-CoV-2的组织嗜性机制仍不清楚。在此,使用重组SARS-CoV-2刺突蛋白的受体结合亚结构域1(RBD-SD1)作为探针,研究SARS-CoV-2在三十三种正常人类组织中的潜在嗜性。观察到RBD-SD1探针与已报道的SARS-CoV-2感染器官中的细胞相互作用。有趣的是,RBD-SD1探针以血管紧张素转换酶2(ACE2)非依赖的方式与骨髓细胞强烈相互作用。此外,SARS-CoV-2诱导人原代骨髓细胞中ACE2 mRNA表达,提示人骨髓细胞可能对SARS-CoV-2感染敏感。因此,人骨髓细胞可能被SARS-CoV-2强烈感染,这可能在COVID-19的发病机制中起重要作用。这些发现提供了对SARS-CoV-2感染途径的更深入理解,从而有助于COVID-19的治疗。

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
SARS-CoV-2在正常人类组织中的潜在感染途径是什么?
核心机制
RBD-SD1探针与骨髓细胞以ACE2非依赖方式相互作用,可能通过CD209等替代受体介导;SARS-CoV-2感染可上调ACE2 mRNA表达,使骨髓细胞对感染敏感。
主要证据
免疫荧光显示RBD-SD1探针与33种组织中的细胞相互作用,其中骨髓细胞结合比例最高(约84%);流式证实RBD-SD1探针结合63.4%的原代骨髓细胞;活病毒(MOI 10^3或10^4)感染后ACE2 mRNA显著升高。
研究意义
作者提出骨髓可能是SARS-CoV-2新的重要感染途径,该发现提供了感染图谱,可能有助于临床判断患者是否完全康复,并建议在骨髓移植前检测供者骨髓中是否存在SARS-CoV-2。

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

组织芯片免疫荧光筛选

检测RBD-SD1探针在33种正常人类组织中的结合情况,绘制潜在感染图谱。

对正常人类组织芯片进行免疫荧光染色,使用RBD-SD1蛋白探针(1:50稀释)4°C孵育72小时,并用His-Tag抗体和荧光二抗标记,DAPI染色后共聚焦显微镜观察,ImageJ统计RBD-SD1阳性细胞比例(n=3)。

2

细胞类型共定位分析

探究RBD-SD1探针相互作用的细胞是否主要为上皮细胞(E-cadherin+)以及ACE2表达情况。

在组织芯片上对E-cadherin或ACE2进行免疫荧光共染,计算E-cadherin+或ACE2+细胞在RBD-SD1阳性细胞中的比例,并分析相关性(n=3或5)。

3

原代骨髓细胞流式验证

验证RBD-SD1探针对人原代骨髓细胞的结合能力。

将人原代骨髓细胞与RBD-SD1探针孵育,通过流式细胞术检测探针结合的细胞比例。

4

活病毒感染实验

直接验证SARS-CoV-2能否感染人原代骨髓细胞并影响ACE2表达。

在BSL-3实验室中,将人原代骨髓细胞以不同MOI(0、10^3、10^4)的SARS-CoV-2感染2小时,培养3天后收集细胞,通过RT-qPCR检测ACE2 mRNA表达。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
RBD-SD1蛋白探针NovoproteinDRA42
E-钙黏蛋白抗体CST24E10
ACE2抗体Proteintech21115-1-AP
兔IgGBeyotime BiotechnologyA7016
His标签抗体Proteintech66005-1-Ig
羊抗鼠IgG Alexa Fluor 594偶联抗体InvitrogenA-11005
羊抗兔IgG Alexa Fluor 488偶联抗体Abcamab150077
DAPI----
共聚焦激光扫描显微镜LeicaWetzlar, Germany
柠檬酸钠抗原修复液BeyotimeP0081
Fc受体阻断剂BD Pharmingen™564219
Triton X-100----
Tripura试剂Roche DiagnosticsIndianapolis, IN
Oligo(dT)18引物----
正常人类组织芯片AlenabioOC-Mul01092
人原代骨髓细胞Procell CompanyCPH-185
福尔马林固定石蜡包埋的正常人类骨髓组织切片Fanpu Biotech--

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
组织免疫荧光
组织芯片来源(Alenabio)、RBD-SD1探针浓度(1:50)、孵育时间(4°C 72小时)、抗原修复方式、抗体稀释度、n=3
阅读提示:Materials and methods 2.1-2.2;Figure legends 1
原代骨髓细胞结合实验
原代骨髓细胞来源(Procell)、RBD-SD1探针孵育条件、流式细胞术门控设置
阅读提示:Materials and methods 2.1;Results 3.4;Figure 4A-B
SARS-CoV-2感染实验
感染MOI(0/10^3/10^4)、感染时间(2小时)、培养时间(3天)、细胞数量(2×10^4/孔)、BSL-3实验室条件
阅读提示:Materials and methods 2.3;Figure 4C
RT-qPCR
RNA提取试剂(Tripura)、逆转录引物(oligo(dT)18)、PCR条件(94℃ 30s, 60℃ 1min, 72℃ 1min)、内参基因
阅读提示:Materials and methods 2.4