文献类型： 中文期刊

第一作者： 刘晓萌

作者： 刘晓萌;苏文强;郑永辉;李苏楠

作者机构：

关键词： 严重急性呼吸综合征冠状病毒2;弗林蛋白酶;刺突蛋白;S2亚基切割;共定位

期刊名称： 中国预防兽医学报

ISSN： 1008-0589

年卷期： 2023 年 45 卷 007 期

页码： 672-681

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)S蛋白与宿主表面受体ACE2结合后,S蛋白中的Furin裂解位点RRAR被宿主细胞内的弗林蛋白酶(Furin)识别,并将S蛋白切割为S1/S2亚基.为研究Furin对SARS-CoV-2 S蛋白的切割活性、对病毒的感染性及其形成细胞-细胞膜融合(合胞体)的影响,本研究采用套式PCR分别扩增S蛋白Furin裂解位点突变(将裂解位点由RRAR分别突变为RRRR、SRAS和AAAA)的编码基因片段,并分别克隆至pCAGGS载体中,构建重组质粒pRRRR-Flag、pSRAS-Flag、pAAAA-Flag,均经酶切和测序鉴定正确后构建pEGFP-RRRR、pEGFP-SRAS、pEGFP-AAAA质粒并经测序鉴定.采用慢病毒包装系统包装慢病毒后感染Huh7细胞,48 h后采用杀稻瘟菌素筛选共表达ACE2和TMPRSS2的Huh7细胞系Huh7-A+T;利用CRISPR-Cas9方法构建Furin敲除(Furin-KO)细胞系,并均经western blot鉴定.结果显示,上述两种细胞均正确构建.将与Flag融合表达的RRAR、RRRR、SRAS和AAAA质粒分别转染HEK293T细胞,24 h后利用western blot检测S蛋白的表达.将pRRAR-Flag和pFurin-His共转染HEK293T细胞;同时将pRRAR-Flag分别转染HEK293T和Furin-KO细胞,24 h后利用western blot检测上述两种细胞中S蛋白的表达.结果显示,转染pRRAR-Flag的细胞中检测到S蛋白和S2亚基的表达,即Furin能够切割S蛋白,但转染pAAAA-Flag和pSRAS-Flag的细胞中均检测不到S2 亚基的表达,转染pRRRR-Flag的细胞中S2亚基的表达量增加.与仅转染pRRAR-Flag的对照细胞相比,在HEK293T细胞中共转染pFurin-His和pRRAR-Flag能够显著增加S蛋白切割为S2亚基的量;而在Furin-KO细胞中未检测到S2亚基的表达.采用假病毒系统包装Furin裂解位点RRAR及其突变体(SRAS、AAAA)的假病毒SARS-CoV-2;利用HEK293T和Furin-KO细胞包装SARS-CoV-2假病毒,通过计算荧光素酶活性Luc与各病毒p24蛋白含量的比值比较不同假病毒对Huh7-A+T细胞及内源性Furin对两种细胞包装的假病毒的相对感染性.结果显示,与pRRAR-Flag及HEK293T细胞包装的假病毒相比,pSRAS-Flag和pAAAA-Flag及Furin-KO细胞包装的假病毒对Huh7-A+T细胞的感染性均极显著降低(P<0.01).将质粒pEGFP-RRAR、pEGFP-RRRR、pEGFP-SRAS、pEGFP-AAAA与pEGFP-Furin分别转染HeLa细胞,24 h后经激光共聚焦显微镜观察Furin蛋白和S蛋白在细胞中的定位;将前4种质粒与表达Furin-His的质粒共转染HeLa细胞,24 h后经间接免疫荧光试验(IFA)检测Furin蛋白和S蛋白及其突变体在细胞中共定位.观察结果可见,Furin蛋白主要位于细胞浆中,S蛋白与Furin裂解位点突变的S蛋白均位于细胞膜;IFA结果显示,Furin与S蛋白及Furin裂解位点突变为RRRR的S蛋白在细胞浆中均存在共定位,但与Furin裂解位点突变为AAAA的S蛋白不存在共定位.将pRRAR-Flag、pSRAS-Flag分别与pCAGGS-mCherry共转染HEK293T细胞,同时利用细胞示踪剂(CMFDA)预处理Huh7-A+T细胞lh后将两种细胞混合培养,24 h后观察结果显示,共转染pRRAR-Flag和pCAGGS-mCherry的HEK293T中出现明显的合胞体,而当Furin裂解位点突变为SRAS时,合胞体的形成明显减少.本研究首次证实Furin在细胞浆中对S蛋白预切割,且将S蛋白的Furin裂解位点突变为SRAS后能够降低SARS-CoV-2的感染性和细胞合胞体的形成能力.本研究为新冠疫情的防治提供新思路.

分类号： S852.65