Cell：原来TMPRSS2是帮助新冠病毒进入靶细胞的关键蛋白酶，

医学abeycd 2020-02-29

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2020年2月28日/医麦客新闻 eMedClub News/--今日，顶尖学术期刊 Cell 杂志在线发表了一篇题为《SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically-proven protease inhibitor》的文章中，揭示了新冠病毒入侵细胞所需的关键蛋白，并指出一种在日本获批上市的蛋白酶抑制剂在实验中展现了抑制效果，有望成为潜在的治疗方案。

▲ 图片来源：cell

值得注意的是，这篇文章虽然已经得到了同行评议，并已被Cell所接受，但还没有完成最终的校对工作，因此文中可能存在一些细节上的错误。该期刊表示，之所以提前把这篇文章发表出来，是为了尽早让更多人看到其中的信息。

新冠病毒通过S蛋白结合ACE2蛋白入侵细胞

在该研究中，研究人员利用携带冠状病毒S蛋白和SARS病毒S蛋白的复制缺陷型水疱性口炎病毒（VSV）颗粒去感染一系列人类和动物的细胞系，发现两种病毒感染的细胞系的表达谱一致，这说明了新冠病毒和SARS选择的受体一致。

且经过序列比对分析发现，SARS病毒与ACE2受体结合的几个关键氨基酸，在新冠病毒中为保守性。相对的，另外一些不结合ACE2的冠状病毒的受体结合域中的关键氨基酸，不存在于新冠病毒中。这表明了新冠病毒与SARS病毒一样，利用ACE2进入细胞。

▲ 新冠病毒和SARS病毒感染的细胞类型基本一致（图片来源：marlin-prod.literatumonline）

随后，研究人员利用了一种名为BHK-21的细胞系，BHK-21对SARS病毒和新冠病毒不敏感，且这两种病毒也无法有效入侵BHK-21细胞。研究人员使BHK-21细胞定向表达人类和蝙蝠ACE2、人类DPP4（MERS病毒使用的受体）、以及人类APN（另外一种不严重的冠状病毒结合的受体）。然后让SARS病毒和新冠病毒感染，结果表明，人类和蝙蝠ACE2定向表达使得新冠病毒和SARS病毒在各自的S蛋白的驱动下进入了原本不敏感的BHK-21细胞。

▲ 新冠病毒和SARS病毒感染表达ACE2的BHK-21细胞（图片来源：marlin-prod.literatumonline）

此外，研究人员发现抑制ACE2的血清，也能够抑制新冠病毒和SARS病毒入侵BHK-21细胞。

以上结果都表明了新冠状病毒入侵细胞是通过细胞表面的ACE2受体。

新冠病毒的S蛋白由TMPRSS2启动

在确定了新冠病毒与SARS病毒一样，是通过利用S蛋白结合人体细胞表面的ACE2蛋白进入细胞之后。研究人员接下来对新冠病毒进入细胞对蛋白酶依赖性的研究。对于SARS病毒而言，可以通过CatB/L和TMPRSS2两种蛋白酶来促进S蛋白的启动。

然而，TMPRSS2在肺部病毒靶细胞中表达，而且进入TMPRSS2⁺细胞系是由TMPRSS2促进，并且部分不依赖CatB/L。为了证明在新冠病毒感染中，TMPRSS2和CatB/L哪个更为关键，研究者单独评估了CatB/L和TMPRSS2的作用。

研究人员使用了氯化铵，氯化铵可以提高内体pH值，从而阻断CatB/L的活性。研究发现，在氯化铵处理的细胞系中，强烈抑制了病毒进入293T细胞（TMPRSS2^-），但在抑制病毒进入Caco-2 细胞（TMPRSS2⁺）的效率较低。

目前有一种在日本获批上市的TMPRSS2抑制剂Camostat mesylate。研究人员利用Camostat来抑制TMPRSS2，结果发现，Camostat有效阻止了病毒进入Caco-2（TMPRSS2⁺）细胞，但没有阻止病毒进入293T（TMPRSS2^-）细胞。而CatB/L抑制剂E64d具有相反的作用效果。

此外，TMPRSS2的定向表达挽救了E64d对2019-nCoV-S驱动的病毒进入细胞的抑制，这表明新冠病毒的S蛋白由TMPRSS2启动。