Блог

Aug 02, 2023

PLSCR1 представляет собой клетку

Nature, том 619, страницы 819–827 (2023 г.) Цитировать эту статью 15 тыс. Доступов 79 Подробности об альтернативных метриках Понимание защитного иммунитета к COVID-19 облегчает готовность к будущим пандемиям и

Nature, том 619, страницы 819–827 (2023 г.) Процитировать эту статью

15 тысяч доступов

79 Альтметрика

Подробности о метриках

Понимание защитного иммунитета к COVID-19 облегчает готовность к будущим пандемиям и борется с новыми вариантами SARS-CoV-2, появляющимися в человеческой популяции. Нейтрализующие антитела широко изучены; однако на основе крупномасштабного секвенирования экзома у защищенных и тяжелобольных пациентов с COVID-19 местная клеточно-автономная защита также имеет решающее значение1,2,3,4. Здесь мы идентифицируем фосфолипидную скрамблазу 1 (PLSCR1) как мощный клеточный автономный фактор рестрикции против живой инфекции SARS-CoV-2 в параллельных полногеномных скринингах CRISPR-Cas9 эпителия и гепатоцитов легких человека до и после стимуляции интерфероном-γ (IFNγ). ). PLSCR1, индуцированный IFNγ, не только ограничивал SARS-CoV-2 USA-WA1/2020, но также был эффективен против линий Delta B.1.617.2 и Omicron BA.1. Его сильная активность распространялась на другие высокопатогенные коронавирусы, была функционально консервативна у летучих мышей и мышей и препятствовала поглощению SARS-CoV-2 как по эндоцитарному, так и по TMPRSS2-зависимому пути слияния. Цельноклеточная наноскопия с переключением одной молекулы 4Pi вместе с анализом двудольных нанорепортеров показала, что PLSCR1 напрямую нацелен на везикулы, содержащие SARS-CoV-2, для предотвращения спайк-опосредованного слияния и выхода вируса. С-концевой β-бочкообразный домен PLSCR1, но не активность липидной скрамблазы, был важен для этой фузогенной блокады. Наши механистические исследования, а также сообщения о том, что мутации PLSCR1, связанные с COVID, обнаруживаются у некоторых восприимчивых людей3,4, идентифицируют антикоронавирусный белок, который вмешивается на поздней стадии проникновения, прежде чем вирусная РНК высвободится в цитозоль клетки-хозяина.

Клеточно-автономный иммунитет является важной стратегией выживания, используемой бактериями, растениями и животными для борьбы с инфекцией5,6,7. У людей он защищает слизистые барьеры и ткани-мишени от основных тропных для человека патогенов, включая микобактерию туберкулеза, серовар Salmonella enterica Typhi, Shigella flexneri и ВИЧ-18,9,10,11. Однако вопрос о том, борется ли клеточно-автономный иммунитет с SARS-CoV-2, до конца не исследован, поскольку основное внимание сосредоточено на роли нейтрализующих антител. Этот вопрос становится еще более актуальным, учитывая данные, показывающие, что Т-клетки распознают вакцины против SARS-CoV-2 и новые вызывающие беспокойство варианты вируса (ЛОС) путем секреции IFNγ12,13, цитокина типа II, который, как известно, мобилизует клеточный автономный иммунитет человека в большинстве случаев. ядросодержащие клетки5. Действительно, повышенное производство IFNγ совпадает с защитой от COVID-19 у молодых людей и детей, а также с увеличением экспрессии интерферонов типа I (IFNα и IFNβ) и III (IFNλ) (IFN)14,15. Соответственно, генетические нарушения в передаче сигналов ИФН часто связаны с тяжелым заболеванием1,2,3,4,16, что вместе с аутоантителами к ИФН типа I и II17,18,19 может составлять до 20% критических случаев COVID-1920. Кроме того, терапия IFNγ способствовала клиренсу SARS-CoV-2 и спасла пациентов с иммунодефицитом с COVID-19, которые не выздоровели после лечения реконвалесцентной плазмой или ремдесивиром21. В совокупности эти открытия позволяют предположить, что IFNγ может действовать как центральный организатор защиты от SARS-CoV-2. Характеристика его активности даст представление о том, как клеточно-автономный иммунитет обеспечивает передовую устойчивость во время COVID-19, и поможет нам понять как естественную, так и вакцино-индуцированную защиту.

Сначала мы проверили эффективность IFNγ в ограничении заражения живым SARS-CoV-2, используя клетки гепатомы человека Huh7.5, которые естественным образом экспрессируют рецептор ACE222,23,24. SARS-CoV-2 USA-WA1/2020 оказался высокочувствительным к рекомбинантному человеческому IFNγ; средняя ингибирующая концентрация на половине максимума (IC50) 7,14 пМ напоминала таковую у рекомбинантного человеческого IFNα2a (IC50, 3,25 пМ) на кривых зависимости реакции от дозы (рис. 1а). Мощная активность IFNγ против SARS-CoV-2 была подтверждена с использованием технологии CRISPR-Cas9 для удаления преобразователя сигнала и активатора транскрипции-1 (STAT1), который необходим для экспрессии генов, индуцированной IFNγ. Стабильные клетки Huh7.5 с нокаутом STAT1 (KO) не смогли контролировать SARS-CoV-2 после воздействия рекомбинантного человеческого IFNγ (рис. 1b). Таким образом, человеческий IFNγ типа II является мощным сигналом, перепрограммирующим клетки человека для ограничения SARS-CoV-2 STAT1-зависимым образом.