基因工程小鼠模型 (GEMM) 有助于我们了解人类病理并开发新疗法,但在小鼠身上忠实地重现人类疾病却具有挑战性。基因组学的进展凸显了非编码调控基因组序列的重要性,这些序列控制着许多人类疾病的时空基因表达模式和剪接 1,2 。包括需要大规模基因组工程的调控大范围基因组区域应该可以提高疾病建模的质量。现有方法限制了 DNA 传递的大小和效率,阻碍了我们称之为基因组重写和定制 GEMM(GREAT-GEMM)的高度信息模型的常规创建。在这里,我们描述了 8 哺乳动物逐步切换抗生素抗性标记以进行整合 9 (mSwAP-In),这是一种在小鼠胚胎干细胞中进行高效基因组重写的方法。我们展示了使用 mSwAP-In 对定制的 Trp53 基因座进行多达 115)kb 的迭代基因组重写,以及使用 116)kb 和 180)kb 人类 ACE2 基因座对小鼠进行人源化。ACE2 模型重现了人类 ACE2 的表达模式和剪接,值得注意的是,与现有的 K18-hACE2 模型相比,在受到 SARS-CoV-2 攻击时表现出的症状较轻,因此代表了一种更像人类的感染模型。最后,我们通过在 ACE2 GREAT-GEMM 中对小鼠 Tmprss2 进行双等位基因人源化,展示了连续基因组写入,突出了 mSwAP-In 在基因组写入方面的多功能性。
严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 是一种正义单链 RNA 病毒,可导致潜在致命的 Covid-19 呼吸道感染。它通过与宿主细胞血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 受体结合,导致与受体的内吞作用,随后利用宿主细胞的机制复制自身并侵入新细胞来实现这一目的。感染在体内的扩散程度取决于 ACE2 的表达模式和免疫系统的过度反应。此外,通过诱导肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (RAAS) 失衡和 ACE2 的丧失,将有利于肺部炎症和血栓形成过程的进展。目前尚无药物或疫苗被批准用于治疗人类冠状病毒。目前,已有数百项临床试验针对不同类别的现有已获批准药物开展,这些药物作用于病毒生命周期中的多个靶点,以检验其对预防和治疗感染的潜在效果。本综述总结了 SARS-CoV-2 病毒在宿主细胞中的生命周期,并为这种新型冠状病毒的再利用和实验药物提供了生物学和病理学观点。病毒生命周期为药物治疗提供了潜在靶点。
2019 冠状病毒病 (COVID-19) 是由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 引起的传染病。该病毒在人类中迅速传播,导致冠状病毒大流行。最近的研究表明,与 SARS-CoV 类似,SARS-CoV-2 利用包膜上的刺突糖蛋白识别并结合人类受体 ACE2。这一事件引发病毒和宿主细胞膜的融合,然后病毒进入宿主细胞。尽管正在进行多项临床研究,但目前尚无专门针对 SARS-CoV-2 的获批疫苗或药物。在有效疫苗问世之前,与从头药物研发相比,重新利用 FDA 批准的药物可以显著缩短时间并降低成本。在这项研究中,我们尝试通过应用强大的计算机药物再利用策略来克服计算机虚拟筛选的局限性。我们结合并整合了对接模拟、分子动力学 (MD)、监督 MD (SuMD) 和引导 MD (SMD) 模拟,以确定 Spike 蛋白 - ACE2 相互作用抑制剂。我们的数据显示 Simeprevir 和 Lumacaftor 以高亲和力结合 Spike 蛋白的受体结合域并阻止 ACE2 相互作用。
当前,由 SARS-CoV-2 引起的 COVID-19 正在人类中迅速传播,构成全球卫生紧急情况(https://www.who.int/);截至 2020 年 4 月 29 日,全球确诊病例 3,018,681 例,死亡 207,973 例。了解冠状病毒的受体识别机制,从而调整其致病机制、传播速度和宿主范围,是战胜这一流行病的关键。1,2 冠状病毒的 S 蛋白是病毒入侵细胞所必需的。此外,进入需要细胞蛋白酶来引发 S 蛋白;它们在 S1/S2 和 S2' 位点裂解 S 蛋白,从而促进由 S2 亚基介导的病毒和靶细胞膜的融合。众所周知,SARS-CoV以血管紧张素转换酶2(ACE2)作为进入受体,并利用细胞丝氨酸蛋白酶TMPRSS2来启动S蛋白。3,4 SARS-2-S与SARS-S之间的氨基酸同源性约为76%,1但SARS-CoV-2如何进入仍有待充分探索。SARS-2-S与SARS之间的氨基酸同源性为了进一步了解病毒进入的机制,Hoffmann等人首先寻找SARS-2-S有效蛋白水解的证据。带有C端抗原标签的293T细胞表达的SARS-2-S蛋白的免疫印迹分析显示一条S2亚基带,表明SARS-2-S可以被有效水解,这与其S1 / S2裂解位点存在几个精氨酸残基相一致。有趣的是,冠状病毒的人畜共患潜力是由 S 蛋白的裂解位点序列决定的。1 因此,还需要进一步研究以了解 SARS-CoV-2 入侵人细胞是否也需要多碱基裂解位点,并详细描述这些裂解位点。接下来,作者使用携带 SARS-2-S 和 SARS-S 的 VSV 病毒感染一系列人和动物细胞系,并观察到它们侵入相同的细胞谱系。与这一发现一致的是,ACE2 和 SARS-S 结合所必需的大多数氨基酸在 SARS-2-S 中是保守的,并且定向表达 ACE2,而不是人 DPP4 或人氨基肽酶 N(MERS-CoV 和 HCoV-229E 的进入受体),使得 SARS-CoV-2 和 SARS-CoV 能够成功感染不敏感的 BHK-21 细胞。此外,针对人 ACE2 产生的抗血清可以保护 BHK-21 细胞免受 SARS-CoV-2 和 SARS-CoV 的侵袭。总而言之,这些研究强烈暗示 ACE2 是 SARS-CoV-2 的细胞受体。在
COVID-19 疫情扰乱了全世界人民的生活,接种疫苗是根除疫情和拯救生命的最佳方法之一。尽管如此,疫苗仍有许多已知和未知的副作用,如发烧、疲劳、头痛等。生育能力是人类生活的一个重要方面,但人们对其与 COVID-19 及其疫苗的关系有太多担忧。女性在接种第二剂 COVID-19 疫苗后,抱怨月经不调,如绝经后出血、月经过多、月经频发和生育问题。疫苗成分与人体免疫系统之间的免疫反应似乎是造成这一全球性问题的原因。血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 和 Basigin (BSG) 是 SARS-COV-2 的受体。ACE2 在人体呼吸系统、肾脏、阴道、子宫中表达,尤其广泛表达于卵巢中,而 BSG 在子宫、卵巢基质和颗粒细胞中表达。因此,SARS-COV-2 可以通过附着于 ACE2 和 BSG 侵入靶细胞并调节其表达,并通过这些可能的机制干扰女性生殖和月经。根据这些积累的证据,本研究旨在总结最近的研究,重点关注 SARS-COV-2 和 COVID-19 疫苗影响月经不调和生殖并发症的可能机制。
和对 SARS-CoV-2 生命周期至关重要的病毒蛋白,并证明了溴结构域和末端外结构域蛋白 2 和 4 (BRD2/BRD4) 与 SARS-CoV-2 的 E 蛋白相互作用。另一项利用 CRISPRi 筛选的研究表明,BRD2 抑制会下调血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 表达,并通过下调干扰素刺激基因 (ISG) 来控制 COVID-19 患者的过度活跃免疫反应。6 此外,Gilham 等人报道,溴结构域和末端外结构域蛋白家族 (BET) 抑制剂阿帕贝龙 (RVX-208) 通过降低 ACE2 表达来阻断 SARS-CoV-2 感染,7 而 Qiao 等人表明,使用 BET 抑制剂对雄激素受体的转录抑制也会导致 SARS-CoV-2 感染减少。8
阻断 SARS-CoV-2 刺突蛋白与其受体 ACE2 相互作用的重新利用的药物可以为新型 COVID-19 治疗或预防提供快速途径。在这里,我们从国际监管机构批准的商业药物库中筛选了 2,701 种化合物,以了解它们抑制重组三聚体 SARS-CoV-2 刺突蛋白与重组人 ACE2 结合的能力。我们确定了 56 种以浓度依赖性方式抑制结合的化合物,测量了结合抑制的 IC 50,并通过计算模拟了最佳抑制剂与 Spike-ACE2 结合界面的对接。最佳候选药物是硫链丝菌素、催产素、尼洛替尼和羟基喜树碱,其 IC50 在 4 – 9 μ M 范围内。这些结果强调了一种有效的筛选方法,可以识别能够破坏 Spike-ACE2 相互作用的化合物,以及识别几种潜在的 Spike-ACE2 相互作用抑制剂。
ARS-COV-2是冠状病毒疾病2019(COVID-19)大流行的病因学药。SARS-COV-2是在2002 - 2003年SARS-COV-1之后的第21世纪越过物种障碍的第三个高度致病性冠状病毒(参考文献。1 - 3)和2012年的MERS-COV(参考4)。已知另外四个HCOV(HCOV-229E,HCOV-NL63,HCOV-OC43和HCOV-HKU1)在人类的季节性循环中循环,大约有三分之一的常见冷感染感染5。像SARS-COV-1和HCOV-NL63一样,SARS-COV-2进入靶细胞的进入是由血管紧张素转化酶2(ACE2)受体6-10介导的。SARS-COV-1和SARS-COV-2使用细胞丝氨酸蛋白酶跨膜蛋白酶丝氨酸2(TMPRSS2)用于质膜6,11的尖峰蛋白启动。组织蛋白酶还参与SARS-COV峰蛋白裂解和融合肽暴露于进入时(参考文献。12 - 15)。已经报道了几个用于鉴定冠状病毒调节剂的全基因组KO CRISPR屏幕16 - 21。这些屏幕使用肾脏起源的自然允许的Simian Vero E6细胞20;肝脏起源的人类HuH7细胞(或衍生物)(非定位表达ACE2和TMPRSS2)16、18、19;和A549肺部的细胞,异位表达ACE2 17,21。在这里,我们进行了全基因组,功能丧失的CRISPR KO屏幕和功能获得的CRISPRA屏幕,包括生理学上
