我院吳建國教授團隊揭示新冠病毒誘導(dǎo)細胞因子風(fēng)暴的新機制
新冠病毒（SARS-CoV-2）感染可導(dǎo)致新冠肺炎（COVID-19），新冠病毒感染重癥患者的癥狀可發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），進一步導(dǎo)致多組織器官損傷、甚至死亡。已有研究表明，細胞因子風(fēng)暴（Cytokine Storm）是新冠患者病情惡化的主要臨床特征，也是決定新冠肺炎預(yù)后的關(guān)鍵因素。因此，闡述新冠病毒誘導(dǎo)細胞因子風(fēng)暴的分子機制對于防治新冠肺炎至關(guān)重要。
低氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）在細胞增殖和血管生成等生理過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用，同時也在調(diào)節(jié)代謝途徑和炎癥反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。HIF-1α能促進細胞糖酵解過程，誘導(dǎo)巨噬細胞炎癥反應(yīng)；而HIF-1α的失調(diào)可促進多種疾病的發(fā)生發(fā)展，包括：癌癥、代謝性疾病、心腦血管疾病以及阿爾茨海默癥等；充分表明HIF-1α在機體疾病進程中具有重要功能、起著關(guān)鍵作用。但是，新冠病毒誘導(dǎo)HIF-1α表達的作用機制以及HIF-1α在調(diào)控新冠病毒感染和細胞因子風(fēng)暴產(chǎn)生中的功能及其作用機理仍不清楚。
2021年8月18日，暨南大學(xué)吳建國教授研究團隊在Nature子刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》雜志上在線發(fā)表了題目為“HIF-1α?promotes SARS-CoV-2 infection and aggravates inflammatory responses to COVID-19”的文章。該研究成果揭示了HIF-1α在新冠病毒感染導(dǎo)致的細胞因子風(fēng)暴中的關(guān)鍵作用及其作用機制。這一成果是該團隊于2021年8月2日在Nature子刊《Nature Communications》發(fā)表題為“SARS-CoV-2 N protein promotes NLRP3 inflammasome activation to induce hyperinflammation”文章后，在新冠病毒感染與致病機制研究領(lǐng)域的又一重要成果。
研究團隊通過對新冠病人的外周血單核細胞（PBMC）的轉(zhuǎn)錄組測序分析（RNA-Seq）以及新冠病毒感染實驗發(fā)現(xiàn)，HIF-1α信號通路、免疫反應(yīng)以及代謝途徑等在病毒感染后顯著失調(diào)。通過深入研究證明，新冠病毒的?ORF3a蛋白通過誘導(dǎo)線粒體損傷和線粒體活性氧（ROS）產(chǎn)生，促進HIF-1a表達。進一步研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1a接下來能促進新冠病毒感染與復(fù)制、誘導(dǎo)細胞炎癥因子過度表達、加速細胞損傷。相反，HIF-1α的特異性抑制劑可有效抑制新冠病毒感染與復(fù)制、降低細胞炎癥因子的表達、減弱細胞損傷。
因此，該項研究揭示了新冠病毒感染誘導(dǎo)細胞因子風(fēng)暴的新機制，證實HIF-1α在新冠病毒感染誘導(dǎo)過度炎癥反應(yīng)和導(dǎo)致細胞損傷中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，提出靶向HIF-1α的抑制劑是防治新冠肺炎的潛在藥物。
暨南大學(xué)吳建國教授為論文的通訊作者、張其威教授和羅震副教授為論文的共同通訊作者；暨南大學(xué)博士后田明富為第一作者、華中科技大學(xué)劉為勇博士和湖北省疾病預(yù)防控制中心李翔博士為共同第一作者。該項研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目等基金的資助。
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論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41392-021-00726-w
吳建國教授團隊：https://iommb.jnu.edu.cn/main.htm?
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