新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）的暴發(fā)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)引發(fā)了嚴(yán)重的公共衛(wèi)生危機(jī)。SARS-CoV-2是導(dǎo)致COVID-19的主要病原體，它是繼SARS-CoV和MERS-CoV之后第三種對(duì)人類具有高致病性的冠狀病毒[1]。研究表明，ACE2（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2）是介導(dǎo)SARS-CoV-2入胞的高親和力受體，SARS-CoV-2通過其表面刺突蛋白（Spike，S）的受體結(jié)合域（RBD）與ACE2互作而感染細(xì)胞。然而，ACE2在****中的表達(dá)分布與SARS-CoV-2的器官嗜性并不完全相關(guān)。比如，在整個(gè)呼吸道、大腦以及多種**細(xì)胞中，ACE2的表達(dá)較低或幾乎不表達(dá)，但是這些細(xì)胞仍然可以被SARS-CoV-2感染。因此，可能存在ACE2以外的受體來介導(dǎo)病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞。
目前，已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)與SARS-CoV-2感染相關(guān)的關(guān)鍵宿主因子，比如基于CRISPR基因敲除系統(tǒng)的高通量功能性篩選。然而，這些篩選均沒有發(fā)現(xiàn)ACE2以外的新受體，這可能是因?yàn)榇祟惢诠δ苋笔У暮Y選是在ACE2的表達(dá)和功能占主導(dǎo)地位的細(xì)胞類型中進(jìn)行的[2-5]。
北京大學(xué)魏文勝課題組、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院王健偉課題組與北京大學(xué)肖俊宇課題組在 Science China Life Sciences 雜志聯(lián)合發(fā)表了題為“Genome-wide CRISPR activation screen identifies candidate receptors for SARS-CoV-2 entry”的研究論文，該研究通過基于CRISPR激活（CRISPR activation， CRISPRa）系統(tǒng)的全基因組水平的功能獲得性篩選，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)介導(dǎo)SARS-CoV-2入侵細(xì)胞的潛在新受體。
為了系統(tǒng)性研究SARS-CoV-2入胞的關(guān)鍵因子，該研究使用SARS-CoV-2假病毒在HEK293T細(xì)胞中進(jìn)行了全基因組CRISPRa篩選。該篩選基于實(shí)驗(yàn)室之前建立的內(nèi)置分子條形碼（iBAR）方法[6]在sgRNA中添加外置條形碼（eBAR），建立sgRNAeBAR文庫，從而可以使用高感染復(fù)數(shù)及較少的細(xì)胞量進(jìn)行高質(zhì)量文庫構(gòu)建。篩選結(jié)果表明，除了發(fā)現(xiàn)已知的SARS-CoV-2受體ACE2、主要宿主細(xì)胞蛋白酶TMPRSS2以及已報(bào)道的ACE2依賴性共受體NRP1外，還鑒定出多種新型宿主因子可能參與SARS-CoV-2入胞機(jī)制中（圖1）。
結(jié)合SARS-CoV-2假病毒和真病毒實(shí)驗(yàn)，該研究發(fā)現(xiàn)膜蛋白LDLRAD3、TMEM30A和CLEC4G能夠以不依賴于ACE2的方式有效介導(dǎo)病毒入侵細(xì)胞。此外，研究證實(shí)這些膜蛋白都能夠與SARS-CoV-2 S蛋白結(jié)合。與ACE2結(jié)合S蛋白的RBD不同，這些蛋白能夠特異性結(jié)合S蛋白的N末端結(jié)構(gòu)域（NTD）（圖2）。LDLRAD3在神經(jīng)元中高度表達(dá)，*近作為委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒（VEEV）的關(guān)鍵受體受到關(guān)注。實(shí)驗(yàn)表明，敲低LDLRAD3或在細(xì)胞上清中加入其可溶性蛋白可顯著降低SARS-CoV-2對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞的感染。CLEC4G在肝臟、**結(jié)和單核細(xì)胞中高度表達(dá)，已知其作為細(xì)胞粘附因子促進(jìn)SARS-CoV感染宿主；通過在肝臟細(xì)胞中進(jìn)行敲低實(shí)驗(yàn)證實(shí)了CLEC4G在SARS-CoV-2入侵細(xì)胞中的重要作用。跨膜蛋白TMEM30A在*近的SARS-CoV-2全基因組敲除篩選（Huh7.5細(xì)胞）中也被鑒定出來[4]，研究進(jìn)一步證實(shí)了其對(duì)于SARS-CoV-2入胞的重要性以及其與S蛋白的直接結(jié)合。這些具有組織特異性或廣譜表達(dá)的新受體的發(fā)現(xiàn)，有助于進(jìn)一步揭示SARS-CoV-2的多器官嗜性，并為探究COVID-19的新**靶點(diǎn)提供線索。(生物谷Bioon.com）
