前不久，来自加州大学旧金山分校（UCSF），西奈山医院（Mount Sinai），法国巴斯德研究所（Institut
Pasture），欧洲分子生物实验室（EMBL）等49个研究单位的125位研究人员合作完成了对SARS-CoV-2蛋白互作网络的分析。这项研究的结果于4月30日以标题
“A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug
repurposing”
发表在了Nature期刊。此次研究是迄今为止对SARS-CoV-2与人类宿主细胞之间蛋白互作网络最系统和深入的分析，揭示了新冠病毒在感染过程中如何操纵宿主细胞。通过复杂的网络互作图研究者们发现了多个针对宿主的蛋白靶点，而这些靶点所对应的已有药物和在研药物对于治疗COVID-19具有极大的潜能。
研究设计思路
研究者们克隆并在人细胞系HEK293T/17中表达了29个SARS-CoV-2蛋白中的26个，然后用亲和纯化/质谱（AP-MS）确定了332个高置信度的SARS-CoV-2-人蛋白互作（PPIs）。从这些PPI中，他们找到了被69种已知药物（29个FDA批准的药物，12个处于临床实验阶段的药物，28个临床前化合物）靶向的66个人蛋白或宿主因子。接下来，来自美国西奈山医院和法国巴斯德研究所的两个团队各自利用Celigo免疫荧光成像分析和qRT-PCR的方法对一部分药物进行了体外实验筛选，发现两类化合物具有病毒抑制能力：1）mRNA转译抑制剂和
2）Sigma1和Sigma2受体的潜在调节剂。对这些靶向宿主因子的化合物进行更深入的研究，以及探索与靶向病毒蛋白的药物的联合使用，可能会成为COVID-19药物开发的新思路。
以下是此篇文章的重点结果和方法解读。
SARS-CoV-2宿主互作蛋白的全面分析
通过AP-MS, 研究者们确定了332个高置信度的SARS-CoV-2-人蛋白互作，并对这些人蛋白的生物学功能和组织表达水平进行了研究（Fig.
1a）。SARS-CoV-2的蛋白参与了一些重要的宿主细胞活动，包括脂蛋白代谢（S），细胞核运输（Nsp7），和核糖核蛋白复合物合成（Nsp8）（Fig.
1b）。在29个人类组织中，相关蛋白在肺中的表达水平最高（Fig.
1c）。在感染过程中，病毒蛋与其相互作的人蛋白的丰度变化有很强的相关性（Fig.
1d）。通过与其他病原体-宿主的蛋白互作网络图相比较，研究者们发现西尼罗病毒（WNV）和结核分支杆菌（Mtb）与SARS-CoV-2拥有最相似的网络分布（Fig.
1e）。值得注意的是，结核分支杆菌也可以感染肺组织。
蛋白互作网络图刷新了人们对SARS-CoV-2的认知
SARS-CoV-2与人蛋白之间复杂的互作网络涉及了多个复合物和生物过程，包括DNA复制，表观遗传和基因表达调控，囊泡运输，脂类修饰，RNA加工和调节，泛素连接酶，信号传导，细胞核运输，细胞骨架，线粒体和细胞外基质（Fig.
2）。大约40%的SARS-CoV-2互作蛋白与内膜或囊泡运输路径有关。这些互作可能在病毒进入宿主细胞时起到辅助作用。
研究还发现SARS-CoV-2与天然免疫信号传导相关蛋白有相互作用。比如Nsp13, Nsp15和Orf9b与IFN路径有关联；
Nsp13和Orf9与cNF-κB路径有关联。另外，两个调控抗病毒天然免疫信号传导的E3泛素连接酶，TRIM59和MIB1，分别和Orf3a与Nsp9相结合。
SARS-CoV-2还会影响宿主细胞蛋白的转译过程。病毒的核衣壳可以结合应激颗粒（SG）蛋白G3BP1/2，还有mTOR调控的转译抑制因子LARP1,
蛋白激酶CK2，mRNA降解因子UPF1和MOV10。应激颗粒的形成是最早发生的抗病毒反应之一。对应激颗粒和相关RNA路径进行操控在冠状病毒中很常见。由eIF4A抑制剂促进的G3BP聚集也许是其抗病毒能力的原理。
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