PNAS：利用细胞诱饵欺骗新冠病毒，降低细胞因子产生
来源：本站原创 2020-10-23 19:49
2020年10月23日讯/生物谷BIOON/---科学家们在过去的几个月里，使出了浑身解数来开发针对COVID-19的治疗方法，从干细胞和合成抗体到普通的非处方药和屡试不爽的类固醇。有些人甚至试图通过使用分子诱饵来引诱SARS-CoV-2冠状病毒远离人类细胞。但很少有人试图用假的人体细胞来分散这种新型冠状病毒的注意力。如今，在一项新的研究中，中国复旦大学、武
2020年10月23日讯/生物谷BIOON/---科学家们在过去的几个月里，使出了浑身解数来开发针对COVID-19的治疗方法，从干细胞和合成抗体到普通的非处方药和屡试不爽的类固醇。有些人甚至试图通过使用分子诱饵来引诱SARS-CoV-2冠状病毒远离人类细胞。但很少有人试图用假的人体细胞来分散这种新型冠状病毒的注意力。如今，在一项新的研究中，中国复旦大学、武汉大学、暨南大学和美国国家卫生研究院（NIH）的研究人员报道经过基因改造的细胞可以在体外中和这种冠状病毒。他们设想此类细胞诱饵可能能够用来对抗感染。相关研究结果近期发表在PNAS期刊上，论文标题为“Decoy nanoparticles protect against COVID-19 by concurrently adsorbing viruses and inflammatory cytokines”。论文通讯作者为复旦大学的Lu Lu、Youhua Xie、Shibo Jiang和美国国家卫生研究院的Xiaoyuan Chen。
瑞典卡罗林斯卡研究所分子毒理学家Bengt Fadeel（未参与这项研究）说，“这是一项非常优雅的研究。只要你知道特定病毒的受体，原则上，你可以采用这种方法来拦截任何病毒。”
当SARS-CoV-2病毒在今年年初开始在全球蔓延时，Chen从开发诊断和治疗癌症的纳米技术转向研究SARS-CoV-2。他曾看到过利用诱饵受体欺骗HIV等病原体的报道，因而很好奇这种新兴技术是否能对SARS-CoV-2起作用。
为了找出答案，这些研究人员将来自人类单核细胞THP-1（一种来自白血病的细胞系）的膜与来自过量表达ACE2受体的人类胚胎肾细胞的膜融合在一起，其中SARS-CoV-2会抓住这种受体来侵入细胞。Chen说，他们希望，如果将这些融合囊泡注入体内，这种病毒会忽略未经过基因改造的人体细胞，而靶向细胞诱饵（即经过基因改造的细胞）。根据Chen的说法，一旦附着在经过基因改造的细胞的ACE2上，这种病毒就会被吸收和中和。
通过将具有细胞因子受体的单核细胞膜嵌入到这些工程泡囊中，这些细胞诱饵可以与IL-6等炎性细胞因子结合，防止它们积聚而导致细胞因子风暴，即被认为导致更严重COVID-19的过度免疫反应。
用诱饵来挫败SARS-CoV-2感染的想法并不新鲜。一个科学家团队使用经过基因改造的、自由漂浮的ACE2受体创造了一种与这种病毒结合得特别好的诱饵。这种诱饵可以“显著阻断SARS-CoV-2感染的早期阶段”，如今正处于Apeiron Biologics公司进行的2期临床试验中。在今年7月发表的一篇预印本文章中，美国俄勒冈州立大学药理学家Gaurav Sahay描述了一种利用脂质纳米颗粒将编码ACE2的工程化mRNA递送到小鼠肝脏的方法，从而使得ACE2诱饵可以表达并分泌到血液中。他发现，这种方法成功地让ACE2诱饵在体内增加，而且它们在体外抑制了一种经过基因修饰的、非致病性的SARS-CoV-2。
Chen对这一概念的新扩展是将诱饵与细胞因子受体偶联在一起。Sahay说，“[ACE2和细胞因子受体]在这种囊泡结构中的结合是一种新的东西。这是一个非常令人兴奋的新进展。”
这些研究人员通过在人类和猴子细胞中培养SARS-CoV（2003年导致SARS疫情）和SARS-CoV-2（导致COVID-19）来测试他们的纳米诱饵（nanodecoy，即前面提及的细胞诱饵），结果发现无论细胞或病毒类型如何，这些纳米诱饵都能显著抑制病毒感染。
为了测试这些诱饵是否能在培养皿之外发挥作用，这些研究人员让小鼠吸入刺激物脂多糖，诱发小鼠出现急性肺部炎症。在四小时后，这些小鼠吸入这些纳米诱饵，八小时后，他们收集了它们肺部的液体。他们发现，与没有接受这些诱饵的小鼠相比，这些诱饵成功地清除了接受它们的小鼠体内的细胞因子。
Chen说，“这项研究相当直接。令人吃惊的是，这样的一种简单的方法至少在细胞水平上能够中和病毒，并在体内在几个小时内中和细胞因子。对于COVID-19来说，快速反应是必不可少的，而这些纳米诱饵就能做到这一点。”
虽然这些结果表明，这些诱饵可以中和小鼠肺部中的细胞因子，但是它们阻断SARS-CoV-2感染的能力并没有在小鼠身上进行测试。Chen指出，目前缺乏携带人类ACE2基因的转基因小鼠，这将是进行此类实验所必需的。
Fadeel说，接受这些纳米诱饵的小鼠对这种治疗没有任何不良反应，这是令人鼓舞的，但是他说，他想知道这在人类中是否也能成立，特别是由于这些经过基因改造的细胞使用了来自人类癌细胞的材料。他说，“我会对施用少量癌细胞持谨慎态度，特别是进入肺部。”
Sahay还指出，肺部、动脉、心脏、肾脏和肠道中的细胞膜产生ACE2是有原因的---它能切割血管紧张素，即一种让血压升高的蛋白。他怀疑这些诱饵是否会损害人体调节血压的能力，这是因为血管紧张素可能与这些诱饵结合。
这些研究人员目前都没有计划在人类身上测试这些诱饵。Chen说，“这是一种非常简单的方法---几乎太简单了。这就是这项研究的魅力所在。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Lang Rao et al. Decoy nanoparticles protect against COVID-19 by concurrently adsorbing viruses and inflammatory cytokines. PNAS, 2020, doi:10.1073/pnas.2014352117.
2.Vanessa Monteil et al. Inhibition of SARS-CoV-2 infections in engineered human tissues using clinical-grade soluble human ACE2. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.004.
3.Jeonghwan Kim et al. Rapid generation of circulating and mucosal decoy ACE2 using mRNA nanotherapeutics for the potential treatment of SARS-CoV-2. bioRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.07.24.205583.
4.Decoy Cells Trick SARS-CoV-2, Reduce Cytokines In Vitro
https://www.the-scientist.com/news-opinion/decoy-cells-trick-sars-cov-2-reduce-cytokines-in-vitro-68042
利用纳米诱饵对抗COVID-19的示意图，图片来自PNAS, 2020, doi:10.1073/pnas.2014352117。
瑞典卡罗林斯卡研究所分子毒理学家Bengt Fadeel（未参与这项研究）说，“这是一项非常优雅的研究。只要你知道特定病毒的受体，原则上，你可以采用这种方法来拦截任何病毒。”
当SARS-CoV-2病毒在今年年初开始在全球蔓延时，Chen从开发诊断和治疗癌症的纳米技术转向研究SARS-CoV-2。他曾看到过利用诱饵受体欺骗HIV等病原体的报道，因而很好奇这种新兴技术是否能对SARS-CoV-2起作用。
为了找出答案，这些研究人员将来自人类单核细胞THP-1（一种来自白血病的细胞系）的膜与来自过量表达ACE2受体的人类胚胎肾细胞的膜融合在一起，其中SARS-CoV-2会抓住这种受体来侵入细胞。Chen说，他们希望，如果将这些融合囊泡注入体内，这种病毒会忽略未经过基因改造的人体细胞，而靶向细胞诱饵（即经过基因改造的细胞）。根据Chen的说法，一旦附着在经过基因改造的细胞的ACE2上，这种病毒就会被吸收和中和。
通过将具有细胞因子受体的单核细胞膜嵌入到这些工程泡囊中，这些细胞诱饵可以与IL-6等炎性细胞因子结合，防止它们积聚而导致细胞因子风暴，即被认为导致更严重COVID-19的过度免疫反应。
用诱饵来挫败SARS-CoV-2感染的想法并不新鲜。一个科学家团队使用经过基因改造的、自由漂浮的ACE2受体创造了一种与这种病毒结合得特别好的诱饵。这种诱饵可以“显著阻断SARS-CoV-2感染的早期阶段”，如今正处于Apeiron Biologics公司进行的2期临床试验中。在今年7月发表的一篇预印本文章中，美国俄勒冈州立大学药理学家Gaurav Sahay描述了一种利用脂质纳米颗粒将编码ACE2的工程化mRNA递送到小鼠肝脏的方法，从而使得ACE2诱饵可以表达并分泌到血液中。他发现，这种方法成功地让ACE2诱饵在体内增加，而且它们在体外抑制了一种经过基因修饰的、非致病性的SARS-CoV-2。
Chen对这一概念的新扩展是将诱饵与细胞因子受体偶联在一起。Sahay说，“[ACE2和细胞因子受体]在这种囊泡结构中的结合是一种新的东西。这是一个非常令人兴奋的新进展。”
这些研究人员通过在人类和猴子细胞中培养SARS-CoV（2003年导致SARS疫情）和SARS-CoV-2（导致COVID-19）来测试他们的纳米诱饵（nanodecoy，即前面提及的细胞诱饵），结果发现无论细胞或病毒类型如何，这些纳米诱饵都能显著抑制病毒感染。
为了测试这些诱饵是否能在培养皿之外发挥作用，这些研究人员让小鼠吸入刺激物脂多糖，诱发小鼠出现急性肺部炎症。在四小时后，这些小鼠吸入这些纳米诱饵，八小时后，他们收集了它们肺部的液体。他们发现，与没有接受这些诱饵的小鼠相比，这些诱饵成功地清除了接受它们的小鼠体内的细胞因子。
Chen说，“这项研究相当直接。令人吃惊的是，这样的一种简单的方法至少在细胞水平上能够中和病毒，并在体内在几个小时内中和细胞因子。对于COVID-19来说，快速反应是必不可少的，而这些纳米诱饵就能做到这一点。”
虽然这些结果表明，这些诱饵可以中和小鼠肺部中的细胞因子，但是它们阻断SARS-CoV-2感染的能力并没有在小鼠身上进行测试。Chen指出，目前缺乏携带人类ACE2基因的转基因小鼠，这将是进行此类实验所必需的。
Fadeel说，接受这些纳米诱饵的小鼠对这种治疗没有任何不良反应，这是令人鼓舞的，但是他说，他想知道这在人类中是否也能成立，特别是由于这些经过基因改造的细胞使用了来自人类癌细胞的材料。他说，“我会对施用少量癌细胞持谨慎态度，特别是进入肺部。”
Sahay还指出，肺部、动脉、心脏、肾脏和肠道中的细胞膜产生ACE2是有原因的---它能切割血管紧张素，即一种让血压升高的蛋白。他怀疑这些诱饵是否会损害人体调节血压的能力，这是因为血管紧张素可能与这些诱饵结合。
这些研究人员目前都没有计划在人类身上测试这些诱饵。Chen说，“这是一种非常简单的方法---几乎太简单了。这就是这项研究的魅力所在。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Lang Rao et al. Decoy nanoparticles protect against COVID-19 by concurrently adsorbing viruses and inflammatory cytokines. PNAS, 2020, doi:10.1073/pnas.2014352117.
2.Vanessa Monteil et al. Inhibition of SARS-CoV-2 infections in engineered human tissues using clinical-grade soluble human ACE2. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.004.
3.Jeonghwan Kim et al. Rapid generation of circulating and mucosal decoy ACE2 using mRNA nanotherapeutics for the potential treatment of SARS-CoV-2. bioRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.07.24.205583.
4.Decoy Cells Trick SARS-CoV-2, Reduce Cytokines In Vitro
https://www.the-scientist.com/news-opinion/decoy-cells-trick-sars-cov-2-reduce-cytokines-in-vitro-68042
版权声明 本网站所有注明“来源：生物谷”或“来源：bioon”的文字、图片和音视频资料，版权均属于生物谷网站所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任。取得书面授权转载时，须注明“来源：生物谷”。其它来源的文章系转载文章，本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
87%用户都在用生物谷APP 随时阅读、评论、分享交流 请扫描二维码下载->
