CRISPR测试人肺蛋白促进或阻止SARSCoV2感染的能力

研究人员在了解肺细胞和导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒之间的微观战斗方面迈出了重要的一步。加州大学伯克利分校领导的一项研究发现，我们体内的特定蛋白质可以促进或保护我们免受SARS-CoV-2感染，这可能为新的抗病毒疗法打开了大门。

在本周发表在《Nature Genetics》杂志上的这项研究中，研究人员使用CRISPR技术测试了每个人类基因对人类肺细胞中SARS-CoV-2感染的影响。他们的发现揭示了病毒依赖于感染细胞的新途径，以及帮助保护免受病毒感染的抗病毒途径。值得注意的是，他们表明粘蛋白——肺部黏液的主要成分——似乎有助于阻止SARS-CoV-2病毒进入我们的细胞。

研究人员试图确定SARS-CoV-2病毒是如何进入人类细胞并在生病期间如此高效地复制的。他们还想确定人类细胞中可能能够对抗感染的特定防御机制，这可能会激发新的治疗策略。

研究人员发现，肺细胞膜中发现的粘蛋白MUC1和MUC4可以保护肺细胞免受感染。这一发现很重要，因为此前的研究表明，黏液堆积可能是一些人患上COVID-19重症的原因，因为黏液会使人呼吸困难，并建议使用药物耗尽黏液。这项由伯克利牵头的研究表明，这种策略可能会干扰粘蛋白，而粘蛋白为对抗SARS-CoV-2感染提供了一种宝贵的防御机制。

然而，粘蛋白是复杂的，需要更多的研究来完全了解它们。研究人员发现，分泌到肺部黏液层的其他粘蛋白——MUC5AC和MUC5B——要么无法阻止SARS-CoV-2感染，要么甚至会促进病毒感染。

这也是研究人员研究SARS-CoV-2病毒如何与人类肺细胞相互作用的第一项研究，标志着COVID-19研究的关键进展。

过去对SARS-CoV-2感染的研究使用的细胞类型不天然含有该病毒用来感染我们肺部的受体或其他途径。在这项研究中，研究人员希望使用一种更相关的细胞类型，即位于肺内表面的名为Calu-3的人类上皮细胞。尽管这一细胞系的研究极具挑战性，但研究人员设法对人类SARS-CoV-2感染涉及的生物学有了更准确的了解。

研究人员进行了全基因组CRISPR功能获得和功能丧失筛选，以消除或过表达人类基因组中的每一个基因。然后，他们测量了这些基因表达变化对人肺上皮细胞中SARS-CoV-2感染的影响。重要的是，这一筛选强调的许多基因还有待实验研究，这为未来的工作提供了一个起点。

研究人员发现粘蛋白糖蛋白是细胞感染的关键限制因素，在小鼠模型和潜在的人类中都是如此。

研究人员还研究了粘蛋白如何与其他呼吸道病毒相互作用，包括甲型流感病毒、人类副流感病毒、普通感冒冠状病毒和呼吸道合胞病毒。与SARS-CoV-2一样，结果是不可预测的。

这项工作展示了虽然粘蛋白广义上是抗病毒的，但实际情况要复杂得多，事实上，在一些病毒中，我们发现粘蛋白过度表达实际上似乎增加了传染性。每个人产生的粘液类型和数量可能会导致不同的SARS-CoV-2感染结果，并导致不同的治疗策略。能够产生大量正确类型的粘液的人可能会受到很好的保护。但那些产生大量错误类型粘液的人可能会有更大的感染风险未来的工作对于更好地理解病毒与粘蛋白的相互作用至关重要，但目前，这些发现提供了一个重要的起点。