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新冠病毒N蛋白与α突触核蛋白相互作用，促进淀粉样纤维形成
时间：2021-12-23 00:00:00 编辑： 点击：183次
导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2正在全球肆虐。关于相对年轻的COVID-19患者在感染这种病毒后数周内患上帕金森病的案例报告，使科学家们怀疑这两者之间是否存在联系。如今，在一项新的研究中，来自荷兰屯特大学的研究人员发现至少在试管中，SARS-CoV-2的N蛋白与一种称为α突触核蛋白（α-synuclein）的神经元蛋白相互作用，并加速淀粉样纤维的形成，而所形成的淀粉样纤维是与帕金森病有关的病理性蛋白束。相关研究结果于2021年12月3日在线发表在ACS Chemical Neuroscience期刊上，论文标题为“Interactions between SARS-CoV-2 N-Protein and α-Synuclein Accelerate Amyloid Formation”。
除了呼吸道症状外，SARS-CoV-2还可能导致神经系统问题，如嗅觉丧失、头痛和“脑雾（brain fog）”。然而，这些症状是由这种病毒进入大脑引起的，还是由免疫系统对这种病毒作出反应时在大脑中释放的化学信号引起的，目前仍有争议。在帕金森病中，α突触核蛋白形成的异常淀粉样纤维导致大脑中产生多巴胺的神经元死亡。有趣的是，嗅觉丧失是帕金森病中常见的运动前症状。这一事实，以及COVID-19患者的帕金森病案例报告，使得屯特大学的Christian Blum、Mireille Claessens及其同事们想知道SARS-CoV-2的蛋白成分是否会引发α突触核蛋白聚集成淀粉样蛋白。他们选择研究这种病毒的两种最丰富的蛋白：帮助SARS-CoV-2进入宿主细胞的刺突蛋白（S蛋白），以及将RNA基因组包裹在这种病毒内部的核壳蛋白（N蛋白）。
在试管实验中，这些作者使用了一种结合淀粉样纤维的荧光探针，显示在没有SARS-CoV-2蛋白的情况下，α突触核蛋白需要超过240小时才能聚集成淀粉样纤维。添加S蛋白没有产生影响，但添加N蛋白可将这种聚集时间减少到24小时以下。在其他实验中，他们发现N蛋白和α突触核蛋白直接相互作用，部分是通过它们相反的静电荷，每个N蛋白至少有3～4个α突触核蛋白结合。
接下来，这些作者将N蛋白和荧光标记的α突触核蛋白注射到帕金森病的细胞模型中，使用的N蛋白浓度与SARS-CoV-2感染的细胞内中预期的浓度相似。注射N蛋白和α突触核蛋白后的细胞死亡的数量约为仅注射了α突触核蛋白的对照细胞的两倍。此外，在共同注射了这两种蛋白的细胞中，α突触核蛋白的分布也发生了改变，并观察到拉长的结构，不过他们无法确认它们是否是淀粉样蛋白。他们说，目前还不知道这些相互作用是否也发生在人类大脑的神经元内，但如果是这样，这可能有助于解释COVID-19感染和帕金森病之间存在的潜在联系。
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在试管实验中，这些作者使用了一种结合淀粉样纤维的荧光探针，显示在没有SARS-CoV-2蛋白的情况下，α突触核蛋白需要超过240小时才能聚集成淀粉样纤维。添加S蛋白没有产生影响，但添加N蛋白可将这种聚集时间减少到24小时以下。在其他实验中，他们发现N蛋白和α突触核蛋白直接相互作用，部分是通过它们相反的静电荷，每个N蛋白至少有3～4个α突触核蛋白结合。
接下来，这些作者将N蛋白和荧光标记的α突触核蛋白注射到帕金森病的细胞模型中，使用的N蛋白浓度与SARS-CoV-2感染的细胞内中预期的浓度相似。注射N蛋白和α突触核蛋白后的细胞死亡的数量约为仅注射了α突触核蛋白的对照细胞的两倍。此外，在共同注射了这两种蛋白的细胞中，α突触核蛋白的分布也发生了改变，并观察到拉长的结构，不过他们无法确认它们是否是淀粉样蛋白。他们说，目前还不知道这些相互作用是否也发生在人类大脑的神经元内，但如果是这样，这可能有助于解释COVID-19感染和帕金森病之间存在的潜在联系。
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