Nature子刊重磅：中国学者构建新冠病毒假病毒系统，揭示其入侵细胞过程

　　

新冠病毒引发的疫情已经在全球范围内爆发，目前确诊感染人数已经超过100万，并且这一数值还在持续猛增中。随着人们对SARS-CoV-2的认知越来越清晰，科研人员必将开发出有效的治疗药物和疫苗。

病毒复制周期可划分为吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成以及病毒的装配与释放五个阶段，其中，病毒入侵细胞过程是十分关键的一步。但是，直接用病毒毒株进行研究，需要实验室安全级别达到三级以上，这极大地限制了新冠病毒研究，因此科研人员构建了假病毒。假病毒只能感染一次细胞，安全性高，能够模拟病毒入侵细胞的过程。

义翘神州假病毒中和检测原理示意图 

近日，中国医学科学院/北京协和医学院病原生物学研究所的研究人员在国际顶级学术期刊Nature的子刊Nature Communication上发表题为——《Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV》的研究论文。此项研究构建SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统和293T的hACE2稳转细胞系，以此确定SARS-CoV-2的易感细胞系、病毒受体、侵入途径和蛋白酶激活，揭示了SARS-CoV-2入侵人体细胞的具体分子过程。

义翘神州构建的新冠病毒S蛋白假病毒系统与此相似，同样能够侵染hACE2过表达的293T细胞。

已有研究表明，冠状病毒通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与受体结合，从而介导膜融合和病毒入侵。S蛋白含有两个亚基——S1和S2，且S1的N端和C端可划分为两个独立的结构域——NTD和CTD，两者均可作为受体结合域(RBD)。

 

SARS-CoV和MERS-CoV都是用CTD来结合它们的受体——人血管紧张素转换酶2（hACE2）。值得注意的是，已有研究报道，SARS-CoV-2与SARS-CoV在S蛋白的氨基酸同源性上较高，且同样也以hACE2作为受体。

根据病毒株和细胞类型不同，S蛋白可被一种或几种宿主蛋白酶切割，包括弗林蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、跨膜丝氨酸蛋白酶2/4(TMPRSS-2/4)和人气道胰蛋白酶样蛋白酶(HAT)。然而，这些蛋白酶能否促进SARS-CoV-2进入细胞仍然是难以捉摸的。

研究人员利用SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统，筛选了一组人和猴细胞系，证实人血管紧张素转换酶2(hACE2)是SARS-CoV-2的受体，并在293T/hACE2细胞系中发现SARS-CoV-2主要通过内吞作用进入细胞。

 

研究人员还通过实验证明组织蛋白酶L是SARS-CoV-2 S蛋白激活的关键，胰蛋白酶能够诱导大的合胞体形成。此外，研究者还证实阻断PIKfyve和TPC2可以强烈抑制S蛋白介导的入侵过程，这表明PI(3,5)P2信号通路可能是SARS-CoV-2 感染的潜在药物靶点。

该研究还证实SARS-CoV-2的S蛋白不如SARS-CoV的S蛋白稳定。此外，虽然SARS-CoV-2与SARS-CoV在S蛋白的氨基酸同源性上较高，但SARS S1蛋白的多克隆抗体——T62（购自义翘神州），仅能抑制SARS-CoV S的进入，而不能抑制SARS-CoV-2 S蛋白假病毒进入细胞。进一步的研究表明，SARS和COVID-19患者的恢复期血清仅显示有限的交叉中和，这意味着感染SARS的康复患者并不足以对SARS-CoV-2产生抵抗力。

总而言之，此项研究通过构建SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统和293T的hACE2稳转细胞系，发现SARS-CoV-2主要通过内吞作用进入人体细胞，而PIKfyve、TPC2和组织蛋白酶L在这一过程中发挥关键性作用。

利用假病毒系统将有助于SARS-CoV-2的药物和疫苗的研发。义翘神州构建的SARS-CoV-2 S蛋白假病毒系统使用HIV-1为基础载体转染293细胞，能够表达S蛋白，并携带荧光素酶报告基因。使用假病毒模拟抗体阻断病毒进入细胞的生物过程，检测抗体或血清对假病毒是否具有中和活性。

 

义翘神州新冠假病毒中和检测服务平台，采用自主构建的SARS-CoV-2 (2019-nCoV) Spike假病毒（PSV001）和ACE2过表达293T细胞系（OEC001），安全性高、可操作性强，已成功对抗体/血清进行中和能力评价。同时，义翘神州还可以开展SARS-COV、MERS-COV、流感病毒等研究的假病毒包装及中和检测服务。

 

义翘神州假病毒中和检测数据示例
假病毒抗体中和检测

假病毒血清中和检测

 

假病毒中和检测服务内容
效应细胞	293T-ACE2细胞（ACE2过表达）
检测方案	SARS-CoV-2(2019-nCoV)   Spike假病毒与待检抗体或血清孵育后侵染293T-ACE2细胞；计算样品的假病毒中和抑制率，评价待检样品的中和效果
客户提供样品要求	>100μg抗体或100μL灭活血清，其他样品要求请咨询
交付内容	项目报告
服务周期	2-4周

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义翘神州简介：

北京义翘神州科技股份有限公司作为国家高新技术企业，主要从事蛋白、抗体技术和产品研发，拥有以“****”专家领军的海外高层次人才团队和先进的蛋白、抗体研发生产技术平台，已开发成功近6000种蛋白试剂，建成全球最大规模人源细胞表达的重组蛋白库，入选科技部“现代服务创新发展示范企业”（唯一的一家生物技术企业），北京市民营企业科技创新百强，获批北京市单克隆抗体技术重点实验室，多次承担国家科技部重大新药创制专项、863科技攻关项目和北京市科委项目。

文献引用：Xiuyuan Ou et al., (2020), Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV. Nature Communication, DOI:10.1038/s41467-020-15562-9.