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PLSCR1은 세포입니다

Nature 619권, 819~827페이지(2023)이 기사 인용 15k 액세스 79 Altmetric Metrics 세부 정보

Nature 619권, 819~827페이지(2023)이 기사 인용

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COVID-19에 대한 보호 면역을 이해하면 미래의 전염병에 대한 대비가 용이해지고 인류에게 나타나는 새로운 SARS-CoV-2 변종과 맞서 싸울 수 있습니다. 중화항체는 널리 연구되어 왔습니다. 그러나 코로나19로 보호된 환자와 중증 환자의 대규모 엑솜 시퀀싱을 기반으로 국소 세포 자율 방어도 중요합니다1,2,3,4. 여기에서 우리는 인터페론-γ(IFNγ)로 자극하기 전과 후에 인간 폐 상피와 간세포에 대한 게놈 전체 CRISPR-Cas9 스크린을 병행하여 실시간 SARS-CoV-2 감염에 대한 강력한 세포 자율 제한 인자인 인지질 스크램블라제 1(PLSCR1)을 식별합니다. ). IFNγ에 의해 유도된 PLSCR1은 SARS-CoV-2 USA-WA1/2020을 제한했을 뿐만 아니라 Delta B.1.617.2 및 Omicron BA.1 계통에도 효과적이었습니다. 그 강력한 활성은 다른 고병원성 코로나바이러스까지 확장되었고, 박쥐와 생쥐에서 기능적으로 보존되었으며, 세포내이입 경로와 TMPRSS2 의존 융합 경로 모두에서 SARS-CoV-2의 흡수를 방해했습니다. 이분 나노 리포터 분석과 함께 전체 세포 4Pi 단일 분자 전환 나노스코피는 PLSCR1이 SARS-CoV-2 함유 소포를 직접 표적으로 삼아 스파이크 매개 융합 및 바이러스 탈출을 방지한다는 것을 발견했습니다. PLSCR1 C-말단 β-배럴 도메인(지질 스크램블라제 활성은 아님)은 이러한 융합 차단에 필수적이었습니다. 우리의 기계론적 연구는 일부 취약한 사람들에게서 코로나 관련 PLSCR1 돌연변이가 발견된다는 보고와 함께3,4 바이러스 RNA가 숙주 세포 세포질로 방출되기 전의 늦은 진입 단계에서 간섭하는 항코로나바이러스 단백질을 식별합니다.

세포 자율 면역은 박테리아, 식물 및 동물이 감염과 싸우기 위해 사용하는 필수 생존 전략입니다5,6,7. 사람의 경우 결핵균, Salmonella enterica serovar Typhi, Shigella flexneri 및 HIV-18,9,10,11을 포함한 주요 인체 열대 병원체로부터 점막 장벽과 표적 조직을 보호합니다. 그러나 대부분의 관심이 항체를 중화시키는 역할에 집중되어 있기 때문에 세포 자율 면역이 SARS-CoV-2와 싸우는지 여부는 완전히 조사되지 않았습니다. T 세포가 대부분의 세포에서 인간 세포 자율 면역을 동원하는 것으로 알려진 II형 사이토카인인 IFNγ12,13을 분비하여 SARS-CoV-2 백신과 우려되는 새로운 바이러스 변종(VOC)을 인식한다는 증거를 고려할 때 이 질문은 더욱 시급합니다. 유핵세포5. 실제로, IFNγ 생산 증가는 I형(IFNα 및 IFNβ) 및 III형(IFNλ) 인터페론(IFN)14,15의 발현 증가와 함께 젊은 성인과 어린이의 코로나19에 대한 보호와 일치합니다. 따라서 IFN 신호 전달의 유전적 병변은 종종 심각한 질병1,2,3,4,16과 연관되어 있으며1,2,3,4,16 이는 I형 및 II형 IFN 자가항체17,18,19와 함께 심각한 코로나19 사례의 최대 20%를 차지할 수 있습니다20. 또한 IFNγ 치료법은 SARS-CoV-2 제거를 촉진하고 회복기 혈장이나 렘데시비르21 치료 후에도 회복되지 않은 코로나19 면역결핍 환자를 구출했습니다. 종합적으로, 이러한 발견은 IFNγ가 항 SARS-CoV-2 방어의 중앙 조율자 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 그 활동을 특성화하면 세포 자율 면역이 어떻게 코로나19 기간 동안 최전선 저항을 부여하는지에 대한 통찰력을 제공하고 자연 보호와 백신 유발 보호에 대한 이해에 도움이 될 것입니다.

우리는 먼저 ACE2 수용체를 자연적으로 발현하는 인간 Huh7.5 간암 세포를 사용하여 살아있는 SARS-CoV-2 감염을 제한하는 IFNγ의 효능을 테스트했습니다22,23,24. SARS-CoV-2 USA-WA1/2020은 재조합 인간 IFNγ에 매우 민감한 것으로 입증되었습니다. 7.14 pM의 평균 절반 최대 억제 농도(IC50)는 용량-반응 곡선에서 재조합 인간 IFNα2a(IC50, 3.25 pM)의 농도와 유사했습니다(그림 1a). IFNγ의 강력한 항-SARS-CoV-2 활성은 IFNγ 유도 유전자 발현에 필요한 신호 변환기 및 전사 1(STAT1) 활성화제를 삭제하는 CRISPR-Cas9 엔지니어링을 사용하여 확인되었습니다. 안정한 Huh7.5 STAT1-녹아웃(KO) 세포는 재조합 인간 IFNγ에 노출된 후 SARS-CoV-2를 제어하지 못했습니다(그림 1b). 따라서 인간 유형 II IFNγ는 인간 세포를 재프로그래밍하여 STAT1 의존 방식으로 SARS-CoV-2를 제한하는 강력한 신호입니다.

 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>