神经纤毛蛋白-1糖基化修饰调控SARS-CoV-2病毒入侵的关键位点鉴定及其功能机制研究

本研究针对SARS-CoV-2通过神经纤毛蛋白-1（NRP1）介导病毒入侵的分子机制不明问题，首次系统解析了NRP1的N-糖基化位点（N150/N261/N522）和O-糖基化位点（S612/S637/T638/S641），发现特异性糖基化修饰通过调控Spike蛋白结合能力影响假病毒入侵效率，并揭示其通过IL-6分泌参与免疫调节的新机制，为靶向糖基化干预策略提供理论依据。

　　

新型冠状病毒SARS-CoV-2引发的COVID-19疫情虽已进入常态化防控阶段，但其通过多受体协同入侵宿主的机制仍是研究热点。除已知的ACE2受体外，神经纤毛蛋白-1（Neuropilin-1, NRP1）因其在呼吸道和嗅上皮的高表达特性，被认为可能促进病毒向神经系统扩散，但NRP1如何通过糖基化修饰调控病毒入侵尚属空白。

针对这一科学问题，广州医科大学附属市八医院的研究人员联合美国RayBiotech公司团队，在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics》发表了开创性研究成果。研究通过构建重组NRP1和Spike蛋白S1亚基表达系统，结合液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）和定点突变策略，首次绘制了NRP1糖基化全景图谱，并阐明其通过糖链结构调控病毒入侵的分子机制。

关键技术包括：1）HEK293细胞重组蛋白表达系统构建；2）基于LC-MS的糖蛋白质组学分析；3）Spike-NRP1结合活性检测体系；4）SARS-CoV-2假病毒入侵实验；5）细胞因子分泌检测。

【Construct design and cloning】
研究人员克隆了人NRP1胞外域（Phe22-Lys644）和Spike蛋白S1亚基（含CendR基序Asn542-Arg685），通过哺乳动物表达系统获得带His标签的重组蛋白，为后续互作研究提供材料基础。

【The glycosylation status of NRP1 and S1F is essential for Spike-NRP1 binding】
质谱分析鉴定出NRP1的3个N-糖基化位点（N150/N261/N522）和4个O-糖基化位点（S612/S637/T638/S641）。去糖基化实验显示，糖链去除使Spike结合活性下降60%，其中N261位点突变体结合能力降低最显著（72%）。末端唾液酸化、平分型GlcNAc和岩藻糖修饰被证实参与互作调控。

【Discussion】
功能实验证实NRP1糖基化缺失会抑制假病毒入侵效率（降低约50%），并异常激活IL-6分泌（升高3.1倍）。这提示NRP1糖基化具有双重调控作用：既通过维持Spike结合能力促进病毒入侵，又通过免疫调节影响宿主应答。

该研究首次揭示NRP1糖基化修饰在SARS-CoV-2入侵中的精确调控作用，突破性发现包括：1）明确7个功能性糖基化位点的拓扑分布；2）证实糖链结构特征（如α2-6唾液酸）对病毒结合的特异性影响；3）建立糖基化-病毒入侵-免疫调节的关联机制。这些发现为开发新型糖基化靶向抗病毒药物提供了理论支撑，也为理解COVID-19神经系统并发症的分子基础开辟了新视角。