鼻腔滴注方式-SARS- Cov-2N蛋白致肺炎机制研究

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SARS-CoV-2Nprotein-induced Dicer,XPO5,SRSF3,and hnRNPA3 downregulation causes pneumonia

发表信息

• 期刊: Nature Communications
• 影响因子:2022年影响因子为16.6，2023年预计影响因子可能略有波动，但仍保持在16左右的高水平。
• 发表时间: 2024年8月13日（在线发表）
• DOI: 10.1038/s41467-024-51192-1

研究背景

• COVID-19的严重程度与年龄相关，老年患者更易发展为重症肺炎，但其分子机制尚不明确。
• RNA干扰（RNAi）和RNA剪接机制在SARS-CoV-2复制中起调控作用，但其在COVID-19发病机制中的具体作用仍需研究。

主要发现

1. 关键蛋白下调
   • SARS-CoV-2的核衣壳蛋白（N蛋白）通过自噬降解途径下调RNAi组分（Dicer、XPO5）和剪接因子（SRSF3、hnRNPA3），导致miRNA生物合成和RNA剪接抑制。
   • 这种下调引发DNA损伤、蛋白毒性应激和肺炎。
2. 年龄相关性
   • 老年小鼠肺组织中Dicer、XPO5、SRSF3和hnRNPA3的表达较低，N蛋白诱导的肺炎更严重。
   • 年龄相关的关键蛋白表达下降可能是老年患者病情更重的原因之一。
3. 治疗潜力
   • PJ34（PARP抑制剂）和anastrozole（芳香酶抑制剂）通过恢复Dicer、XPO5、SRSF3和hnRNPA3的表达，减轻N蛋白或SARS-CoV-2诱导的肺炎。
   • 这两种药物可能为COVID-19肺炎提供新的治疗策略。

实验方法

• 细胞模型: A549、BEAS-2B、HEK293T等细胞系，使用SARS-CoV-2感染或N蛋白表达载体转染。
• 动物模型: 年轻和老年C57BL/6J小鼠，通过鼻腔滴注N蛋白表达质粒或SARS-CoV-2病毒。
• 关键实验技术:
  • 免疫共沉淀（Co-IP）验证蛋白相互作用。
  • 小RNA测序分析miRNA表达变化。
  • 彗星实验（Comet assay）检测DNA损伤。
  • 免疫组化和免疫荧光分析肺组织病理变化。

结果总结

• N蛋白的作用机制:
  • 通过自噬降解Dicer、XPO5、SRSF3和hnRNPA3，抑制miRNA生成和RNA剪接。
  • 导致DNA损伤、蛋白毒性应激和炎症反应，最终引发肺炎。
• 年龄差异: 老年个体中这些蛋白的本底表达较低，加重了N蛋白的致病效应。
• 药物干预: PJ34和anastrozole通过恢复关键蛋白表达，缓解肺炎症状。

意义与展望

• 理论意义: 揭示了SARS-CoV-2 N蛋白通过干扰宿主RNA加工机制导致肺炎的分子途径。
• 临床意义: PJ34和anastrozole作为潜在治疗药物，尤其对老年患者可能具有重要价值。
• 未来方向: 需进一步评估药物安全性和优化给药方案。

补充说明

• Engreen产品应用:研究中使用了Entranster™-invivoDNA转染试剂（Engreen公司）进行小鼠肺组织的基因递送，支持了体内实验的顺利开展。
• 局限性: 尚未在人类临床前模型中验证药物的长期效果和副作用。