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【武漢肺炎】研究:病毒藉膽固醇入侵細胞 形成巨型合胞體可致命

2021/1/25 — 18:06

研究人員對細胞進行改造,使其攜帶綠色的 SARS-CoV-2 蛋白質或病毒針對對的人類細胞 ACE2(紅色)。 當彼此靠近時,細胞膜會融合在一起。 團隊認為類似的過程會使病毒進入細胞。
Credit: Sanders et al./bioRxiv.org 片段截圖

研究人員對細胞進行改造,使其攜帶綠色的 SARS-CoV-2 蛋白質或病毒針對對的人類細胞 ACE2(紅色)。 當彼此靠近時,細胞膜會融合在一起。 團隊認為類似的過程會使病毒進入細胞。
Credit: Sanders et al./bioRxiv.org 片段截圖

武漢肺炎 (COVID-19) 疫情肆虐超過一年,現時科學家仍嘗試尋找病毒入侵細胞的機制,以找出治療及控制病情的方法。過去的研究曾指,服用降膽固醇他汀類藥物 (statins) 的患者,病情不如一般人嚴重,而最新刊於預印期刊網站 bioRxiv 的研究報告則發現,膽固醇與致病冠狀病毒 SARS-CoV-2 感染細胞息息相關。

美國普林斯頓大學化學及生物工程學系教授 Clifford Brangwynne 的團隊原本非主力研究 SARS-CoV-2,而是研究細胞內分子的物理反應。疫情爆發後,他與團隊轉而研究病毒與人體蛋白的相互作用,並嘗試找出病毒感染人體的機制。為模擬病毒感染過程,團隊利用實驗室培養出兩款巨型細胞,一款為帶有病毒刺狀蛋白結構,另一種則帶有人體細胞 ACE2 ;科學家已知 SARS-CoV-2 是以 ACE2 受體入侵細胞。

一如其他醫學研究指出,帶有病毒蛋白結構的細胞會與人體細胞結合,情況就如同正常 SARS-CoV-2 入侵細胞並複製一樣。他們雖成功模擬到病毒結合,但無法了解到過程關鍵。因此團隊研究人員再測試了 6,000 種化合物,以及調整刺狀蛋白超過 30 次,最後發現病毒在欠缺膽固醇下無法入侵目標細胞。

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這發現與之前加州大學聖地亞哥分校的發現吻合,該研究發現,一旦遭 SARS-CoV-2 入侵身體,人體免疫反應會產生一種減低膽固醇的化合物。然而,今次研究則是減低細胞膜本身的膽固醇,而非病毒膜的膽固醇。今次研究仍未完全了解到膽固醇與病毒感染機制的關係,需進一步研究調查。

團隊又發現,實驗用的巨型細胞會不斷吞噬其他細胞,並釋出細胞內的物質。這種稱為合胞體 (syncytia) 的結構在顯微鏡下看起來如同健康身體組織,未有參與今次研究的生物學家 Jennifer Lippincott-Schwartz 指出,COVID-19 患者肺部也可發現到這種合胞體,並會破壞肺部組織結構,導致死亡。今次研究剛好可顯示出合胞體的形成方法,增加對此機制的理解。

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現時研究仍屬初步,也未完全了解膽固醇與病毒關係,但展望可令科學家進一步了解 SARS-CoV-2 的感染機制,以及幫助找出控制 COVID-19 患者病情的方法。 

來源:
Phys.org, SARS-CoV-2 needs cholesterol to invade cells and form mega cells, 22 January 2021

報告:
Sanders, D.W., Jumper, C.C., Ackerman, P.J. & et al. (2021). SARS-CoV-2 Requires Cholesterol for Viral Entry and Pathological Syncytia Formation, bioRxiv, Published Online. DOI: 10.1101/2020.12.14.422737

文/Edward Ho

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