胆固醇调控细胞ACE2重分布的分子机制研究
批准号:
32100558
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
万禄明
依托单位:
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
万禄明
中文摘要
作为新冠病毒的受体,ACE2的研究理应得到极大的重视,目前对其介导病毒入侵机制的探索已逐渐达成共识,但对其在细胞内的转运和分布特点则鲜有报道。一般而言,细胞膜表面受体的表达和分布存在一个“分泌-循环-降解”的动态平衡,我们前期的研究发现胆固醇可以打破这一动态平衡,促进ACE2在细胞膜表面的重分布,对其机制的探究过程中,我们发现细胞内存在一个转运相关蛋白GP73,在胆固醇调控ACE2重分布的过程中扮演着不可或缺的角色。更重要的是,GP73既可以通过其胆固醇结合区域感应胆固醇,又与ACE2存在直接的蛋白间相互作用,提示它可能是胆固醇调控ACE2重分布的“桥梁”。在此基础上,本课题将进一步研究胆固醇影响ACE2重分布这一现象的特点和规律,阐明GP73作为“桥梁”调控此现象的分子机制,丰富和更新胆固醇感应器蛋白库的同时,为新冠病毒的预防和治疗提供新的靶点,助力疫情防控。
英文摘要
As the receptor of 2019-nCoV, there are few reports on the cellular trafficking and distribution of ACE2, even though the mechanism of ACE2-mediated virus invasion had been clarified gradually. Generally, cell surface ACE2 exists in a "secretion-recycling-degradation" dynamic balance as other receptors, our previous results found that cholesterol could break the dynamic balance of ACE2, upregulating its cell surface amounts. As for mechnism, we found a transport-associated protein—GP73, which plays an indispensable role on the cholesterol-mediated redistribution of ACE2. On the one hand, GP73 could sense cholesterol with its cholesterol-binding motif; on the other hand, GP73 could interact with ACE2 directly. On this basis, we would further investigate the characteristics of cholesterol affecting ACE2 redistribution, clarifying the molecular mechanism of GP73 regluating the phenomenon as a bridge. This study is expected to update cholesterol sensor library and provide new therapeutic targets for the treatment of 2019-nCoV.
新型冠状病毒 (SARS-CoV-2) 因其高感染力和高传播性,在全球范围内广泛流行,对人类的生产和生活造成了持续影响。血管紧张素转化酶2 (ACE2) 是目前已知的最重要的新冠病毒受体,同大部分跨膜受体一样,细胞内的ACE2不断进行着这一分泌-循环-降解的动态平衡,维持其正常的表达和分布。我们前期发现人体内重要的脂类分子胆固醇能够增多ACE2在细胞表面的含量,促进新冠病毒的入侵和感染,而其机制可能与ACE2在细胞内的重分布有关。.在本课题的执行过程中,我们通过流式细胞术发现胆固醇促进细胞膜表面ACE2上调,而用siRNA干扰Huh7细胞的GP73表达后,胆固醇不能促进细胞膜ACE2的升高,以上结果说明胆固醇以GP73依赖的方式促进ACE2在细胞膜表面的重分布。进一步地,为系统研究ACE2在细胞内的分泌规律,我们将HiBiT和RUSH结合建立了Hi-RUSH研究系统,实现了对ACE2从内质网分泌至细胞膜的实时监测,成功绘制了ACE2的分泌曲线。在此基础上,我们利用Co-IP/MS鉴定NPC1在ACE2分泌过程中与其互作,NPC1是一种13次跨膜的溶酶体膜定位蛋白,之前已被鉴定为STING在溶酶体上的接头蛋白并介导其降解,使用siRNA对NPC1进行敲低,并进行Hi-RUSH实验,结果显示在缺失NPC1的情况下,ACE2向质膜的运输显著增加,同时,NPC1的敲低有效地抑制了ACE2与溶酶体之间的接触。即NPC1为ACE2的溶酶体接头蛋白。NPC1是一种定位于溶酶体的胆固醇转运蛋白,主要介导LDL来源的胆固醇的分布。我们进一步确证了细胞内胆固醇含量的增加会导致NPC1的反馈下调,进而导致ACE2的溶酶体逃逸,这提示胆固醇可能通过除增强膜融合之外的机制促进SARS-CoV-2病毒入侵。.综上,本项目阐明了胆固醇通过NPC1和GP73调控ACE2膜表面含量的机制,提示胆固醇通过除增强膜融合之外的机制促进SARS-CoV-2病毒入侵,为临床通过降胆固醇疗法辅助新冠病毒治疗提供了新的依据,同时也为以靶向ACE2含量为策略的干预措施提供了靶点和依据;此外,我们构建的Hi-RUSH研究系统适用于大部分膜蛋白和分泌型蛋白分泌过程的实时监测,将有助于推动细胞运输研究领域的进展。
决定新冠合胞体命运的分子机制研究
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批准号:32370178
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:万禄明
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依托单位:
国内基金
海外基金