徐建青/張曉燕團隊《PNAS》報道MYH9是SARS-COV-2感染的共受體——增強ACE2依賴性內(nèi)吞作用以促進感染
?2021年12月6日，我院徐建青/張曉燕團隊與第二軍醫(yī)大學趙平教授團隊聯(lián)合在PNAS雜志上發(fā)表了題為 Nonmuscle myosin heavy chain IIA facilitates SARS-CoV-2 infection in human pulmonary cells?的文章。文章發(fā)現(xiàn)人非肌肉肌球蛋白重鏈IIA (MYH9)是SARS-CoV-2感染人肺細胞的輔助受體。
?自2019年12月以來，導致嚴重急性呼吸綜合征的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）引發(fā)了COVID-19的全球大流行，迄今已導致超過2.65億人感染。已有研究證明，SARS-CoV-2病毒具有組織嗜性，能優(yōu)先感染呼吸道上皮細胞，且在多種人體器官包括肺、咽、心、肝、腦、腎臟及消化系統(tǒng)器官中均能檢測到病毒的存在。新型冠狀病毒感染能引起人的上呼吸道疾病、發(fā)燒及嚴重肺炎。
?冠狀病毒組織嗜性的決定因素是病毒S蛋白，S蛋白通過與宿主細胞上的膜受體結(jié)合介導病毒感染細胞，并可被宿主細胞的蛋白酶如TMPRSS2和Furin切割為N端S1及C端S2亞單位。研究表明，ACE2是非典病毒（SARS-CoV）的感染受體，且能與SARS-CoV-2的S蛋白結(jié)合使SARS-CoV-2病毒進入細胞。然而，ACE2并不能完全解釋SARS-CoV-2感染的組織嗜性，因為病毒在肝臟、大腦、血液，特別是肺臟等組織中復制，其中僅部分細胞表達ACE2，且ACE2表達量較低。近期NRP1及硫酸乙酰肝素HS已被確定為能夠增強ACE2依賴性SARS-CoV-2感染的輔助因子，而酪氨酸蛋白激酶受體（AXL）和CD147被鑒定為不依賴ACE2而獨立參與了SARS-CoV-2進入細胞的受體。這從機制出發(fā)解答了新冠病毒的高傳染性及新冠疫情蔓延是因為SARS-CoV-2能夠依賴多種途徑感染宿主細胞。
?為進一步探尋SARS-CoV-2感染人肺部組織細胞的具體機制，作者利用抗環(huán)血酸過氧化物酶（APEX2）鄰近標記技術(shù)篩選與SARS-CoV-2病毒S蛋白存在相互作用的宿主蛋白，并通過質(zhì)譜鑒定得到了一個與SARS-CoV-2病毒S蛋白存在相互作用的宿主蛋白Nonmuscle myosin heavy chain IIA（MYH9），后續(xù)用免疫共沉淀實驗進一步證明了MYH9分子與S蛋白能夠直接結(jié)合。隨后作者對MYH9分子在SARS-CoV-2感染人類細胞這一過程中的功能進行驗證：利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除野生型人類肺癌細胞系A549細胞及Calu-3細胞中的MYH9基因后，發(fā)現(xiàn)能顯著抑制SARS-CoV-2感染，而MYH9的過表達增強了野生型A549和H1299細胞中的感染。用免疫熒光實驗證明MYH9分子能與S蛋白共定位，且兩種蛋白的結(jié)合是通過MYH9的C端結(jié)構(gòu)域（被稱作PRA）直接結(jié)合SARS-CoV-2的S2亞單位及S1亞單位的N末端結(jié)構(gòu)域（NTD）實現(xiàn)。在宿主細胞中過表達PRA，發(fā)現(xiàn)對多種冠狀病毒進入細胞有著廣譜的促進作用。
?進一步的實驗表明，內(nèi)體或肌球蛋白抑制劑能有效地阻斷SARS-COV-2的病毒進入PRA-A549細胞，而TMPRSS2和組織蛋白酶B和L（CatB/L）抑制劑無效，表明MYH9分子促進SARS-CoV-2病毒的內(nèi)吞是繞過TMPRSS2和CatB/L途徑的。事實上，作者發(fā)現(xiàn)過表達MYH9并不增強ACE2敲除A549細胞中的SARS-CoV-2假病毒感染，僅增加了野生型A549細胞中的病毒感染。但敲除MYH9分子顯著降低了ACE2-A549細胞中SARS-CoV-2假病毒及真病毒感染。這些數(shù)據(jù)表明，MYH9不是單獨作為SARS-CoV-2病毒受體，而是在ACE2表達低的細胞中作為ACE2的共受體。最后作者又證明了MYH9的缺失同樣可以減少SARS-CoV-2真病毒感染Calu-3和ACE2-H1299等細胞。
?綜上所述，MYH9是SARS-CoV-2的進入細胞的共受體，顯著提升ACE2依賴性內(nèi)吞作用而促進感染，獨立于TMPRSS2及CatB/L之外，其作用在低表達ACE2的細胞尤為重要，如肺組織細胞，故而MYH9分子可能作為未來臨床干預策略的又一重要的潛在靶點。
原文鏈接：https://www.pnas.org/content/118/50/e2111011118
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