受体亲和力选择性差异动态在膜融合起始过程中起关键作用,这种动态决定了德尔塔冠状病毒的跨物种传播

《Science China-Life Sciences》:Receptor affinity-selective differential dynamics of membrane fusion initiation govern deltacoronavirus cross-species transmission

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:Science China-Life Sciences 9.5

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  PDCoV通过高亲和力hAPN和低亲和力pAPN实现膜融合与内化时间差,前者促进免疫逃逸后者加速感染,受体亲和力差异驱动融合途径切换,揭示跨物种传播机制。

  

摘要

猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)同时利用人类氨基肽酶N(hAPN)和猪APN(pAPN)作为受体,通过与保守的相互作用位点,其对hAPN的亲和力高于pAPN。然而,尽管具有这种亲和力,PDCoV对人类的致病性却很低,这表明PDCoV利用APN同源物的机制具有特殊性,这在跨物种传播中至关重要,但目前对此了解甚少。在这里,我们采用了单病毒追踪技术来观察和解析PDCoV在APN辅助下的进入动态。研究发现,APN同源物可以同时结合PDCoV,但膜融合和内化所需的启动时间存在显著差异。在PDCoV内化过程中,高亲和力的hAPN比低亲和力的pAPN更常参与其中,不过低亲和力的pAPN启动内化的速度大约快20秒,且通过 caveolae(一种内吞小泡)介导的内吞作用更为普遍且效率更高。根据细胞种类的不同,低亲和力的pAPN可导致细胞表面融合比例增加5%至25%,同时融合速度加快0.6至4.3分钟,从而促进感染效率;而高亲和力的hAPN则使内体融合比例增加5%至25%,融合速度加快5至15分钟,这可能有助于病毒逃避免疫系统。进一步研究表明,PDCoV的受体结合域(RBD)与APN同源物之间的结合亲和力是决定这两种融合途径动力学差异的关键因素,这种选择性结合机制使得PDCoV在逃避免疫和快速感染之间达到了最佳平衡,凸显了其跨物种传播的潜力以及对其进行密切监控的必要性。

猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)同时利用人类氨基肽酶N(hAPN)和猪APN(pAPN)作为受体,通过与保守的相互作用位点,其对hAPN的亲和力高于pAPN。然而,尽管具有这种亲和力,PDCoV对人类的致病性却很低,这表明PDCoV利用APN同源物的机制具有特殊性,这在跨物种传播中至关重要,但目前对此了解甚少。在这里,我们采用了单病毒追踪技术来观察和解析PDCoV在APN辅助下的进入动态。研究发现,APN同源物可以同时结合PDCoV,但膜融合和内化所需的启动时间存在显著差异。在PDCoV内化过程中,高亲和力的hAPN比低亲和力的pAPN更常参与其中,不过低亲和力的pAPN启动内化的速度大约快20秒,且通过 caveolae(一种内吞小泡)介导的内吞作用更为普遍且效率更高。根据细胞种类的不同,低亲和力的pAPN可导致细胞表面融合比例增加5%至25%,同时融合速度加快0.6至4.3分钟,从而促进感染效率;而高亲和力的hAPN则使内体融合比例增加5%至25%,融合速度加快5至15分钟,这可能有助于病毒逃避免疫系统。进一步研究表明,PDCoV的受体结合域(RBD)与APN同源物之间的结合亲和力是决定这两种融合途径动力学差异的关键因素,这种选择性结合机制使得PDCoV在逃避免疫和快速感染之间达到了最佳平衡,凸显了其跨物种传播的潜力以及对其进行密切监控的必要性。

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