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PLSCR1 はセルです

Nature volume 619、pages 819–827 (2023)この記事を引用する 15,000 アクセス 79 オルトメトリクスの詳細

Nature volume 619、pages 819–827 (2023)この記事を引用

15,000 アクセス

79 オルトメトリック

メトリクスの詳細

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）に対する防御免疫を理解することで、将来のパンデミックへの備えが容易になり、人類の中に出現する新たなSARS-CoV-2変異種と戦うことができます。 中和抗体は広く研究されています。 しかし、保護されている新型コロナウイルス感染症患者と重症の新型コロナウイルス感染症患者の大規模エクソーム配列決定に基づくと、局所的な細胞自律的防御も重要であることが判明した1、2、3、4。 今回我々は、インターフェロン-γ（IFNγ）による刺激前後のヒト肺上皮および肝細胞のゲノムワイドCRISPR-Cas9スクリーニングと並行して、SARS-CoV-2の生感染に対する強力な細胞自律性制限因子としてリン脂質スクランブラーゼ1（PLSCR1）を同定した。 ）。 IFNγ誘導性PLSCR1は、SARS-CoV-2 USA-WA1/2020を制限するだけでなく、Delta B.1.617.2およびOmicron BA.1系統に対しても有効であった。 その強力な活性は他の高病原性コロナウイルスにも拡張され、コウモリとマウスでも機能的に保存され、エンドサイトーシスとTMPRSS2依存性の融合経路の両方でSARS-CoV-2の取り込みを妨げた。 全細胞4Pi単一分子スイッチングナノスコピーと二部ナノレポーターアッセイを組み合わせたところ、PLSCR1がSARS-CoV-2含有小胞を直接標的にして、スパイクを介した融合とウイルスの逃避を防ぐことが判明した。 この融合阻害には、PLSCR1 C末端のβバレルドメインが必須であったが、脂質スクランブラーゼ活性は必須ではなかった。 私たちのメカニズム研究は、一部の感受性のある人々で新型コロナウイルス関連のPLSCR1変異が見つかっているという報告と併せて、ウイルスRNAが宿主細胞のサイトゾルに放出される前の後期侵入段階で干渉する抗コロナウイルスタンパク質を特定した。

細胞自律免疫は、細菌、植物、動物が感染と戦うために使用する必須の生存戦略です5、6、7。 ヒトにおいては、結核菌、サルモネラ・エンテリカ血清型チフス菌、フレックスネリ菌、HIV-18、9、10、11などの主要なヒト向性病原体から粘膜バリアと標的組織を保護します。 しかし、細胞自律性免疫が SARS-CoV-2 と戦うかどうかは、ほとんどの注目が中和抗体の役割に集中しているため、完全には調査されていません。 T細胞が、ほとんどの疾患においてヒトの細胞自律免疫を動員することが知られているII型サイトカインであるIFNγ12、13を分泌することによって、SARS-CoV-2ワクチンおよび懸念される新たなウイルス変異体（VOC）を認識するという証拠を踏まえると、この疑問はより緊急性を帯びている。有核細胞5． 実際、IFNγ の産生増加は、I 型 (IFNα および IFNβ) および III 型 (IFNλ) インターフェロン (IFN) の発現増加とともに、若年成人および小児における新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) に対する防御と一致しています 14,15。 したがって、IFN シグナル伝達の遺伝的病変は重篤な疾患と関連していることが多く 1,2,3,4,16、I 型および II 型 IFN 自己抗体 17,18,19 と合わせて、新型コロナウイルス感染症の重篤症例の最大 20% を占める可能性があります 20。 さらに、IFNγ療法はSARS-CoV-2のクリアランスを促進し、回復期血漿またはレムデシビルによる治療後に回復しなかった免疫不全の新型コロナウイルス感染症患者を救出した21。 まとめると、これらの発見は、IFNγ が抗 SARS-CoV-2 防御の中心的な調整者として機能する可能性があることを示唆しています。 その活性を特徴付けることは、細胞自律性免疫がどのようにして新型コロナウイルス感染症の最前線での耐性を与えるのかについての洞察を提供し、自然防御とワクチン誘発防御の両方についての理解を助けることになる。

まず、ACE2受容体を天然に発現するヒトHuh7.5肝癌細胞を用いて、生きたSARS-CoV-2による感染を制限するIFNγの効力を試験した22、23、24。 SARS-CoV-2 USA-WA1/2020 は、組換えヒト IFNγ に対して非常に感受性が高いことが判明しました。 用量反応曲線における平均半値阻害濃度（IC50）は7.14pMで、組換えヒトIFNα2aの濃度（IC50、3.25pM）に似ていました（図1a）。 IFNγ の強力な抗 SARS-CoV-2 活性は、IFNγ 誘導性の遺伝子発現に必要なシグナル伝達物質および転写活性化因子 1 (STAT1) を削除する CRISPR-Cas9 エンジニアリングを使用して確認されました。 安定したHuh7.5 STAT1ノックアウト（KO）細胞は、組換えヒトIFNγへの曝露後、SARS-CoV-2を制御できなかった（図1b）。 したがって、ヒト II 型 IFNγ は、STAT1 依存的に SARS-CoV-2 を制限するようにヒト細胞を再プログラムする強力なシグナルです。

 10) were counted to ENCODE gene annotation (v.24) using FeatureCounts. Differential gene expression was analysed with the R package DESeq2. Transcripts with a log2-transformed fold change > 1 and adjusted P < 0.05 were considered as differentially expressed./p>

3.0.CO;2-H" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291096-987X%28199709%2918%3A12%3C1463%3A%3AAID-JCC4%3E3.0.CO%3B2-H" aria-label="Article reference 66" data-doi="10.1002/(SICI)1096-987X(199709)18:123.0.CO;2-H"Article CAS Google Scholar /p> 1 and adjusted P value < 0.05 are presented on the plot. Several upregulated ISGs with known antiviral activities were highlighted. d, Western blot showing the IFNγ-induced upregulation of PLSCR1 across cell lines. hTEC: human primary tracheal epithelial cells. e, Western blot showing the protein expression of PLSCR1 in cells treated with the indicated cytokines for 20 h. Concentrations used: IFNα2a/β1a (500 U ml−1), IFNγ (500 U ml−1), IFNλ1 (1 ng ml−1), TNF (100 ng ml−1), IL1β (25 ng ml−1). f, Schema depicting the presence and position of GAS and ISRE elements in the promoter region (2 kb upstream from the transcription initiation site) of human PLSCR1 gene. g, Effect of PLSCR1 deficiency on IFNα2a (n = 3), IFNβ1a (n = 4) or IFN λ1 (n = 4) mediated restriction of SARS-CoV-2-mNG infection in Huh7.5 cells (MOI = 1, 48 hpi). Concentrations used: IFNα2a (50 U ml−1), IFNβ1a (2,000 U ml−1) and IFNλ1 (1 ng ml−1). Data are mean ± s.d. P values were calculated using one-way ANOVA followed by Tukey’s multiple comparison test (b) or two-way ANOVA, followed by Tukey’s test (g). Scale bar in a: 500 μm. Experiments in this figure were performed three times./p>

1 and adjusted P value < 0.05 are highlighted in red. (n = 3). c, Sequence homology alignment of sequences flanking the H262 residue in PLSCR1 orthologues. d, Left, quantification of SARS-CoV-2 infection in NC or PLSCR1-KO Huh7.5 cells expressing the indicated mutants of human, mouse or bat PLSCR1. (MOI = 1, 48 hpi). Right, western blot showing the protein expression. (n = 6). e, Left, quantification of SARS-CoV-2 infection in NC or PLSCR1-KO Huh7.5 cells expressing the indicated single-point substitutions of the H262 residue. (MOI = 1, 48 hpi). Right, western blot showing the protein expression. (n = 6). Data are mean ± s.d. P values were calculated using one-way ANOVA followed by Tukey’s multiple comparison test in a,d,e or DESeq2 algorithm in b. Experiments in this figure were performed three times./p>