2023年2月16日,国际顶级学术期刊cell在线发表了题为a bat mers-like coronavirus circulates in pangolins and utilizes human dpp4 and host proteases for cell entry的研究论文,报道了一种新的mers类冠状病毒(manis javanica hku4-related coronavirus,mjhku4r-cov)侵染人类细胞的分子机制。北京化工大学博士生李景为文章共同第一作者,生命科学与技术学院童贻刚教授为论文共同通讯作者。该研究合作单位包括中国科学院武汉病毒研究所/广州实验室、广西医科大学、复旦大学等。
mjhku4r-cov病毒发现于马来穿山甲。作为贩运最多的哺乳动物,穿山甲是否在蝙蝠冠状病毒的人畜共患病传播中起作用尚不清楚。本文针对冠状病毒rna依赖的rna聚合酶(rdrp)基因进行pan-cov pcr检测,结合下一代测序技术鉴定出一种与蝙蝠 hku4-cov在系统发育上相关的新型mers类冠状病毒,命名为mjhku4r-cov-1。进化分析确定了mjhku4r-cov-1属于merbecovirus亚属的蝙蝠hku4冠状病毒种。mers-cov的s蛋白受体结合基序(rbm)中有16个关键残基决定与hdpp4的结合,通过与mers-cov的比较发现,mjhku4r-cov-1的rbd有8个残基与mers-cov一致。进一步分析发现,mjhku4r-cov-1基因组中s蛋白亚域1(sd1)中的潜在弗林蛋白酶切割位点(rqqr)与mers-cov基因组中的相似,推测mjhku4r-cov-1也可能与hdpp4结合。作者成功分离了冠状病毒mjhku4r-cov-1,并通过mjhku4r-cov-1对dpp4敲除和回补的huh-7细胞感染,证明了mjhku4r-cov-1使用hdpp4作为受体进入细胞。进一步实验证明,mjhku4r-cov-1的感染受到弗林蛋白酶抑制剂的显著影响;通过对mjhku4r-cov-1弗林蛋白酶切割位点的突变实验证明mjhku4r-cov-1 s 蛋白的独特弗林蛋白酶切割位点在感染过程中被宿主蛋白酶切割,这种切割对于病毒进入至关重要。随后,作者通过测试不同物种dpp4受体易感性发现,猪、山羊、猫、兔、猕猴、绵羊、骆驼、狨猴和牛的dpp4同源物都可能作为受体介导感染,而雪貂、马、大鼠、仓鼠、狗、和老鼠的dpp4同源物不能介导感染。为了评估mjhku4r-cov-1在人呼吸道和肠道这两个重要器官的感染能力,作者采用了多种细胞系、类器官等观察mjhku4r-cov-1的感染能力,实验表明,mjhku4r-cov-1能够感染多种人类细胞系并可在人类呼吸道和肠道类器官中复制。为了进一步说明mjhku4r-cov-1的人类感染潜力和致病性,作者进行了hdpp4转基因小鼠中进行了体内感染实验,结果表明mjhku4r-cov-1具有传染性并且在小鼠中引起了间质性肺炎。
原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/s0092-8674(23)00049-1
通讯作者简介:童贻刚,北京化工大学生命学院教授,博士生导师。从事新发病原体、生物安全、生物信息学、高通量测序、噬菌体学等领域研究。担任国家传染病重大专项项目首席专家和“合成生物学”国家重点专项项目首席专家、中国援非抗击埃博拉疫情医疗队首席科学家、国家科技部新型冠状病毒溯源专班工作组咨询专家、who-china新冠病毒溯源联合研究中方“动物与环境”组组长。先后在nature、cell、pnas、the lancet、lancet infectious disease等刊物发表研究论文500余篇。