科学家们可能已经发现了神秘的COVID-19凝血症状背后的机制

2022年05月20日 22:57 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在患有严重和长期COVID-19的病人中,经常观察到血液凝固的症状。现在,瑞典林雪平大学(LiU)的研究人员发现,身体的免疫系统可以影响SARS-CoV-2病毒表面的穗状蛋白,导致产生一种叫做淀粉样蛋白的错误折叠的穗状蛋白。在有害的淀粉样蛋白产生和COVID-19的症状之间可能存在的联系的发现现在已经发表在《美国化学学会杂志》上。

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在患有严重和长期COVID-19的人中,肺部以外的器官可能受到严重影响。例如,心脏、肾脏、眼睛、鼻子和大脑的复杂症状和损害,以及血液凝固的紊乱,有时会持续存在。为什么这种疾病会以这种方式影响身体,这在很大程度上是一个谜。现在,LiU的研究人员发现了一种以前从未描述过的生物机制,这可能是解释的一部分。

该研究小组研究由错误折叠的蛋白质引起的疾病,其中大脑中的阿尔茨海默氏病是最著名的例子。科学家们指出,与COVID-19相关的症状与那些由错误折叠的蛋白质引起的疾病中观察到的症状有许多相似之处。

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林雪平大学的Sofie Nyström和Per Hammarström

蛋白质的功能受到以下事实的强烈影响:蛋白质以特定的方式折叠,产生了特定的三维结构。除了这种形状外,蛋白质还可以采取另一种形状。已知有超过30种不同的蛋白质具有这种替代形式,这与疾病有关。这种替代折叠的蛋白质被称为淀粉样蛋白。LiU的研究人员想知道SARS-CoV-2,即引起COVID-19的病毒是否包含一种可以产生淀粉样蛋白的蛋白质。他们对病毒表面的穗状蛋白特别感兴趣,病毒用它来与身体的细胞互动并感染它们。

利用计算机模拟,研究人员发现冠状病毒的穗状蛋白包含七个不同的序列可能会产生淀粉样蛋白。在实验测试中,这七个序列中有三个符合研究人员的标准,被算作产生淀粉样蛋白的序列。除其他外,它们产生了所谓的纤维素,在电子显微镜下检查时看起来像一条条长线。

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使用电子显微镜看到来自SARS-CoV-2病毒的穗状蛋白的淀粉样蛋白的图片。当穗状蛋白在试管中与中性粒细胞弹性蛋白酶混合时,会产生支链蛋白纤维,这可能会导致COVID-19患者的血液凝固机制紊乱

但是这些纤维素是自发产生的吗?众所周知,许多疾病,如阿尔茨海默氏症,之前都有一个过程,即身体将大的蛋白质切成小块,这又会产生有害的淀粉样蛋白。在他们的研究中,研究人员表明,来自免疫系统的白细胞的一种酶可以切割冠状病毒的尖峰蛋白。根据研究人员的分析,当尖峰蛋白被切开时,它产生的正是最可能产生淀粉样蛋白的那块蛋白。这种酶从一种白细胞--中性粒细胞中大量释放出来,在诸如COVID-19的感染过程中早期释放。当研究人员将纯穗蛋白与这种叫做中性粒细胞弹性蛋白酶的酶混合时,产生了不寻常的纤维素。

"我们从未见过如此完美但可怕的纤维素,就像这些来自产生淀粉样变的SARS-CoV-2穗状蛋白及其碎片的纤维素。从全尺寸的穗状蛋白开始的纤维素像身体上的四肢一样分支开来。淀粉样蛋白通常不会像这样分支。"林雪平大学物理、化学和生物系(IFM)的教授Per Hammarström说:"我们认为这是由尖峰蛋白的特性决定的。"

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林雪平大学的Sofie Nyström和Per Hammarström

以前的研究包括南非研究人员的一项研究表明,穗状蛋白可能参与了小血块的产生。血液中含有纤维蛋白,当血管受损时,纤维蛋白可以帮助血液凝固,从而使孔洞重新密封并停止出血。当损伤开始愈合后,凝结物应该被浆蛋白分解,浆蛋白也存在于血液中。

LiU的研究人员在试管中把穗状蛋白中产生淀粉样蛋白的片段与这些身体物质混合在一起,并看到随后产生的纤维蛋白凝固物不能以通常的方式被浆蛋白分解掉。这种新发现的机制可能在于产生类似的微型血凝块,这些血凝块在严重和长期的COVID-19中都被观察到。血液凝固的紊乱也见于许多淀粉样蛋白相关的疾病。

"我们可以看到,穗状蛋白在受到我们自己的免疫系统影响时,可以产生淀粉样结构,而这有可能影响我们的血液凝固。我们相信这一发现对许多研究领域都具有重要意义,我们希望其他研究人员能够研究它所提出的问题",Sofie Nyström说,她是IFM的副教授,也是该研究的另一位作者。

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