SARS-CoV-2已被证明是COVID-19的病原体，其与SARS CoV的基因组具有79％的相似性。SARS-CoV-2预测中有12个编码区，包括刺突蛋白（Spike glycoprotein，S），核衣壳蛋白（N-protein），包膜蛋白（E-protein）和膜蛋白（M-protein）。核衣壳蛋白的序列较稳定，是诊断工具和抗病毒治疗的理想靶标。因此，SARS-CoV-2的核衣壳蛋白（nCoVN）是被科学家研究的最多的蛋白质之一，其与病毒RNA结合，将基因组包装在核糖核蛋白颗粒中。
日前，来自广东源心再生医学有限公司、中山大学、广州医科大学的研究团队在预印版平台 bioRxiv 在线发表了未经同行评审的一篇研究论文，该论文研究了SARS-CoV-2的核衣壳蛋白（nCoVN）对人诱导的多能干细胞（iPSC）的生物学作用。
研究人员通过慢病毒表达系统产生了基因工程过表达nCoVN的iPSC（iPSC-nCoVN），研究结果显示：nCoVN破坏了iPSC的多能性，并将其转变为成纤维细胞，这为SARS-CoV-2的致病机理提供了新的见解。
ACE2在各种干细胞中均表达
越来越多的证据表明，SARS CoV-2 刺突蛋白结合人ACE2进入宿主细胞，因此研究人员首先确定ACE2是否在干细胞中表达，同时以管家基因GAPDH的表达值作为对照，结果显示ACE2在各种干细胞中均有表达，但是GAPDH较低。通过逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）结果显示，ACE2在iPSC、iPSC来源的心肌细胞(iPSCCM)和人冠状动脉内皮细胞（HCAEC）中均有表达，并提示这些细胞可能是SARS-CoV-2的靶细胞。
nCoVN的过表达使iPSC成为成纤维细胞
研究人员利用通过慢病毒表达系统产生了基因工程过表达nCoVN的iPSC（iPSC-nCoVN），其中nCoVN的表达可以被Tet-On系统调节。研究人员在试验中，使用不表达nCoVN的iPSC-nCoVN，和表达nCoVN的iPSC-nCoVN做对照试验，得出nCoVN可能会阻碍iPSC的生长和分裂的结论。然后研究人员诱导iPSC-nCoVN表达nCoVN，在经过7天的诱导之后，它们的形态开始发生变化；诱导14天后，大多数iPSC-nCoVN表现出与野生型iPSC不同的形态；诱导28天后，iPSC-nCoVN出现了典型的成纤维细胞样形态。经过检测证实，这些过表达nCoVN的iPSC-nCoVN已经转化为纤维细胞。
nCoVN能够破坏iPSC的多能性
在确定nCoVN的过表达使得iPSC转化为纤维细胞之后，研究人员通过多能性标记SSEA4和TRA-1-81检测了这些iPSC-nCoVN的多能性，结果明确显示，工程表达nCoVN的iPSC完全失去SSEA4和TRA-1-81的表达，说明这些iPSC失去了多能性。
为了再一次确定，研究人员使用常规分化方案，将iPSC-nCoVN直接分化为心肌细胞，试验结果显示，对比正常的iPSC高达60%的分化率，iPSC-nCoVN在第12天仅少量的细胞表达肌钙蛋白T（TnT），大部分细胞死亡。这一分化实验证实了nCoVN能够破坏iPSC-nCoVN的多能性。
结语
在该研究中，研究者首次提出nCovN可以抑制iPSC的多能性，降低增殖率，但不会引起iPSC的凋亡。据报道，冠状病毒的核衣壳蛋白促进TGF-β-inducedPAI-1表达，导致导肺纤维化，这可能也是iPSC-nCoVN转向成纤维细胞的可能途径。
该研究揭示了可能的新冠病毒致病机理，为这场抗疫战争又添一份力量！
参考资料：
1. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.26.010694v1.full.pdf+html
2. iNature：重大进展 | 中国学者发现新冠病毒致病新机制：破坏诱导多能干细胞的多能性并将其转变为成纤维细胞
