SARS-CoV-2刺突蛋白RGD基序通过TGF-β信号通路抑制干扰素表达的机制研究及其病理意义

这篇研究揭示了SARS-CoV-2刺突蛋白（S蛋白）的RGD基序通过整合素复合物激活TGF-β信号通路，导致SMAD3依赖性纤维化标志物PAI-1上调，并抑制IFN-β表达。研究通过突变RGD基序（D405N/AAA）和拮抗剂ATN-161验证了这一机制，为COVID-19免疫抑制和肺纤维化提供了新靶点，同时为长新冠（PASC）治疗策略提供理论依据。

　　

SARS-CoV-2刺突蛋白RGD基序诱导TGF-β信号通路并下调干扰素

ABSTRACT

研究聚焦SARS-CoV-2刺突蛋白（S蛋白）受体结合域（RBD）中的RGD基序（Arg-Gly-Asp）。该基序通过α5/αV整合素激活TGF-β信号，导致SMAD3依赖性纤维化标志物PAI-1表达，并抑制IFN-β的抗病毒反应。这一发现揭示了S蛋白的多功能性及其作为毒力因子的新机制。

INTRODUCTION

冠状病毒S蛋白通过ACE2介导细胞入侵，但其RGD基序（残基403-405）与整合素（如αVβ3）的相互作用尚未明确。既往研究表明，RGD基序可激活TGF-β通路，而COVID-19患者中TGF-β水平与疾病严重程度相关。本研究通过重组S蛋白、假病毒模型和基因编辑技术，系统解析了RGD-TGF-β轴的作用机制。

RESULTS

SARS-CoV-2激活TGF-β信号通路并诱导PAI-1表达

在Calu-3细胞中，SARS-CoV-2感染导致SMAD3磷酸化，且TβR1抑制剂SB-431542可阻断该效应。PAI-1（SERPINE1）表达显著上调，证实TGF-β通路被激活。

S蛋白通过RGD基序激活TGF-β信号

重组S蛋白（105 ng/mL）和RBD在HaCaT和HEK293T^+ACE2细胞中诱导TGF-β分泌，且依赖ACE2表达。假病毒Lenti^S-Anc同样激活SMAD3磷酸化和CAGA₁₂-Luc报告基因。SMAD2/3敲除实验显示，PAI-1上调仅依赖SMAD3。

RGD基序突变消除TGF-β激活

将RGD突变为RGN（D405N）或AAA的假病毒（Lenti^S-D405N/^S-AAA）丧失诱导SMAD3磷酸化的能力。整合素拮抗剂ATN-161和TGF-β抑制剂SB-431542均能阻断S蛋白的效应，证实RGD-整合素-TGF-β轴的关键作用。

S蛋白通过TGF-β抑制IFN-β表达

Poly(I:C)诱导的IFN-β表达被Lenti^S-Anc显著抑制，而RGD突变体无此效应。SMAD3抑制剂SIS3可逆转IFN-β抑制，表明TGF-β通过SMAD3削弱抗病毒防御。

RGD信号通路促病毒复制

在痘苗病毒（WR-VACV）模型中，TGF-β或RBD处理使噬斑增大1.5倍，该效应可被ATN-161阻断。SARS-CoV-2感染的Calu-3细胞中，SB-431542将EC₅₀提高4.8倍，提示靶向TGF-β可缓解细胞病变。

DISCUSSION

研究阐明S蛋白通过RGD-整合素-TGF-β轴抑制先天免疫，促进病毒扩散。Omicron BA.2等变异株因RGD缺失可能改变组织嗜性。ATN-161和GLPG-0187等整合素抑制剂或为长新冠治疗提供新策略。

MATERIALS AND METHODS

实验采用CRISPR-Cas9构建SMAD2/3敲除细胞系，通过假病毒（Lenti^S）、ELISA和免疫荧光验证通路活性。ALI-PBEC模型显示基底细胞中TGF-β1与RGD结合整合素表达显著相关（ρ=0.01），支持其在COVID-19肺纤维化中的作用。